在前面的博客中，我们已经基本学习完了类和对象有关知识，在这篇博客中，我们将要学习C/C++内存管理与模板的一些基础知识。
目录
一、C/C++内存管理
1.1 C/C++内存分布
1.2 C++内存管理方式
1.2.1 new/delete操作内置类型
1.2.2 new和delete操作自定义类型
1.3 malloc/free和new/delete的区别
二、模板基础知识
2.1 泛型编程
2.2 函数模板
2.2.1 函数模板概念
2.2.2 函数模板格式
2.2.3 函数模板的原理
2.2.4 函数模板的实例化
2.2.5 模板参数的匹配原则
2.3. 类模板
2.3.1 类模板的定义格式
2.3.2 类模板的实例化
一、C/C++内存管理
1.1 C/C++内存分布
1. 栈又叫堆栈--非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的。
2. 内存映射段是高效的I/O映射方式，用于装载一个共享的动态内存库。用户可使用系统接口 创建共享共享内存，做进程间通信。
3. 堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以上增长的。
4. 数据段--存储全局数据和静态数据。
5. 代码段--可执行的代码/只读常量
1.2 C++内存管理方式
C语言内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方就无能为力，而且使用起来比较麻烦，因 此C++又提出了自己的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理。
1.2.1 new/delete操作内置类型
1.语法格式
内置类型指针 变量名 = new 内置类型；（未初始化）
delete 变量名；
内置类型指针 变量名 = new 内置类型（n）；（初始化为n）
内置类型指针 变量名 = new 内置类型【m】{}；（动态申请m个指定内置类型的空间）
delete 【m】变量名；
内置类型指针 变量名 = new 内置类型【m】{1，2，.....n}；（动态申请m个指定内置类型的空间并一一初始化）
结合代码：
#include<iostream>
using namespace std;int main() {//动态申请一个大小为double的空间double* p1 = new double;//动态申请一个类型为double的空间并初始化为3double* p2 = new double(3);std::cout << *p2 << std::endl;//动态申请五个类型为double的空间double* p3 = new double[5] {};//默认初始化为0cout << *p3 <<endl;//动态申请三个类型为double的空间并初始化double* p4 = new double[3] {1, 2, 3};cout << *p4;delete p1;delete p2;delete[5] p3;delete[3] p4;return 0;
}
注意：
1.申请和释放单个元素的空间，使用new和delete操作符，申请和释放连续的空间，使用 new[]和delete[]，注意匹配起来使用。
2.动态申请内存创建的变量默认没有初始化，进行初始化时，单个变量用（），多个变量用{}---未给出具体值，默认为0。
1.2.2 new和delete操作自定义类型
使用方式参考内置类型，不同之处如下：
使用new操作符操作自定义类型变量时，会调用其构造函数进行初始化（使用malloc则不会）；
使用delete操作符操作自定义类型变量时，会调用其析构函数进行资源释放清理。
结合代码加深理解：
#include<iostream>
using namespace std;class Date {
public:Date(int year,int month,int day):m_year(year),m_month(month),m_day(day){cout << "date()" << endl;}~Date() {m_year = 0;m_month = 0;m_day = 0;cout << "~Date()" << endl;}
private:int m_year;int m_month;int m_day;
};int main() {Date* p1 = new Date(2025, 2, 27);delete p1;return 0;
}
1.3 malloc/free和new/delete的区别
malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。不同的地
方是：
1. malloc和free是函数，new和delete是操作符
2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可，
如果是多个对象，[]中指定对象个数即可
4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型
5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需
要捕获异常
6. 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new
在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成
空间中资源的清理释放
二、模板基础知识
2.1 泛型编程
概念：编写与类型无关的通用代码，是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。
在接触模板之前，如果我们要实现加法函数，是怎样实现的？
#include<iostream>int add(int a, int b) {return a + b;
}
double add(double a, double b) {return a + b;
}
long long add(long long a, long long b) {return a + b;
}
int main() {int a = 0, b = 1;std::cout << add(a, b);return 0;}可以看到，为了实现不同类型变量相加，我们可以通过函数重载，但这样就有了大量逻辑内容上高度相似的代码，显然效率不高。有没有这样一种“模具”，让编译器自动去匹配参数类型呢？那就要提到模板了！
模板分为函数模板与类模板
2.2 函数模板
2.2.1 函数模板概念
函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关，在使用时被参数化，根据实参类型产生函数的特定类型版本。
2.2.2 函数模板格式
template<typename T1,typename T2,.....typename Tn>
返回值类型 函数名（参数列表）{函数体}
写一个交换函数模板，用来交换两个数的值：
template<typename T>
void Swap( T& left, T& right)
{T temp = left;left = right;right = temp;
}注意：typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class(切记：不能使用struct代替
class)
2.2.3 函数模板的原理
函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。
所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器。
在编译器编译阶段，对于模板函数的使用，编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应
类型的函数以供调用。比如：当用double类型使用函数模板时，编译器通过对实参类型的推演，
将T确定为double类型，然后产生一份专门处理double类型的代码，对于字符类型也是如此。
2.2.4 函数模板的实例化
用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。
模板参数实例化分为：隐式实例化和显式实例化。
1. 隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型
#include<iostream>
using namespace std;template<class T>
T Add(T T1, T T2) {return T1 + T2;
}int main() {double a = 1.5, b = 2.2;cout << Add(a, b) << endl;int c = 4, d = 5;cout << Add(c,d) << endl;//cout << Add(c, a) << endl;//上述语句会报错，因为编译器会根据具体参数的类型来推演模板参数T的类型//但传递的参数有int和double类型，// T只有一个类型，编译器也就无法确定T到底是哪一个类型，因而报错//除非使用强制类型转换将参数类型统一cout << Add(c, (int)a) << endl;return 0;
}2. 显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
int main(void)
{int a = 10;double b = 20.0;// 显式实例化Add<int>(a, b);return 0;
}2.2.5 模板参数的匹配原则
1. 一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这
个非模板函数
2. 对于非模板函数和同名函数模板，如果其他条件都相同，在调动时会优先调用非模板函数而
不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数， 那么将选择模
板
3. 模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换
2.3. 类模板
2.3.1 类模板的定义格式
template<class A>
class 类模板名{
//类内成员定义
}2.3.2 类模板的实例化
类模板实例化与函数模板实例化不同，类模板实例化需要在类模板名字后跟<>，然后将实例化的类型放在<>中即可，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类。
结合代码加深理解：
#include<iostream>using namespace std;template<typename T>
class Arr {
public:Arr(T m ):n(m){cout << n << endl;}private:T n;};int main() {double a = 5.6;Arr<int>a1(a);Arr<double>a2(a);return 0;
}注：类模板必须显式实例化，因为构造函数可能无法推演出参数类型
完
创作不易，感谢三连！！
