C++入门之模板（上）与new

网络天使莱娜酱

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分类专栏： C++ 文章标签： c++ 开发语言 1024程序员节

于 2022-10-20 19:31:22 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Masquerena114514/article/details/127392931

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本文介绍了C++中的内存管理方式，重点关注new和delete操作内置及自定义类型，包括它们的初始化、特性和应用场景。此外，还探讨了new与malloc/free的区别以及模板的基本概念，如函数模板、类模板的使用和模板声明与定义的关系。文章深入浅出地阐述了C++中动态内存管理和泛型编程的关键点。

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3.new与delete、malloc（）与free（）要匹配使用

4.new与malloc（）申请空间失败时的处理

7.malloc/free和new/delete的区别

一、C++内存管理方式

在C语言中，如果我们想在堆上开辟一个新的空间，那我们就需要使用到malloc（）、calloc（）和realloc（）函数来针对性的开辟空间。但是这几个函数在使用起来都比较麻烦，因此C++针对这一特性，提出了新的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理

1.new和delete操作内置类型

对于new和delete，我们要记住，new和delete是一个运算符或者操作符，也可以将它看成是一个关键字。

new和delete的使用方法很简单，如下所示：

int main()
{
	int* p1 = new int;
    delete p1;

	return 0;
}

仅仅只需要在对应的变量后使用new + 类型即可。而delete的使用方式则是直接delete + 对应变量。通过这种方式，编译器就会自动向系统申请一块对应类型大小的空间和释放空间

但是要注意，这里申请的空间和malloc（）一样，是不会进行处理的。可以看成，new的方式申请的空间与malloc（）方式申请的空间并无区别：

可以看到，无论是new和malloc（）申请的空间，其内部的数据都未进行初始化

（1）new的初始化

1.单个数据空间开辟及初始化

为了解决上述问题，new也提供了初始化选择。只需在申请的空间类型后面加上初始化值即可：

在这里，我们就将对应的空间初始化为了1。可以看见，C++中的new成功将对应的空间数据初始化为了1。在这里，new的初始化相比malloc（）就非常的方便。当然，有人说C中也可以使用calloc（）进行初始化，但是一方面是比较麻烦，另一方面是new在多个数据初始化上也更有优势

（2）多个数据空间开辟及初始化

new不仅支持单个空间的开辟，也支持多个空间的开辟。要开辟的多个空间的话只需在对应的数据类型后面加上“[]”，在方括号里面写上开辟个数即可。当然，为了对多个空间进行销毁，在delete后面也需要带上“[]”：

前文我们也说了，callo（）在多个数据的初始化上也略逊与new。在new中如果遇到需要对数据进行不同初始化赋值，new就很好用，只需在数据类型后面以“{}”的形式书写即可：

可以看到，通过这种方式，我们便可以手动控制对应的数据空间的初始化值

而如果我们想将该数据空间内的所有数据初始化，那么在花括号里面就什么都不写，编译器会自动帮我们初始化为0：

只要在申请的多个数据空间后面写了{}，那么对于那些手动写了初始化值的空间内会初始化为对应的值，没有初始化的数据则会自动初始化为0

在内置类型上，可以说new和malloc（）等函数相比，仅仅只是写法上简洁了。但是大家有没有想过，如果new相对于malloc（）等函数仅仅只有写法简洁，那么C++委员会根本没有必要写加这个关键字。其实new存在的根本目的是为了适配C++中的类等自定义类型

2.new和delete操作自定义类型

（1）new和delete的特性

在C++中new主要作用是对类等自定义类型进行空间开辟。我们都知道，在C++中创建对象时我们需要调用构造函数，而在销毁对象时则需要调用析构函数。而new一个对象时，则会调用对应类的构造函数，delete时则会调用对应类的析构函数

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "调用构造函数" << endl;
	}

	~A()
	{
		cout << "调用析构函数" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

为了方便测试，假设我们现在有以上一个类A

在这里我们什么都没有做，仅仅是创建了A类类型的空间和对其进行销毁。但是这里却打印出了“调用构造函数”和“调用析构函数”。这也就直接证明了new一个对象时，会自动调用对应类的构造函数和析构函数

而malloc（）则没有这一特性：

在上图中我们分别用new和malloc（）申请了一个A类类型空间，但却只打印了一次。根据上文可以知道这是new的结果。这也就说明了malloc（）并不会对类中的构造函数和析构函数自动调用

（2）应用场景

new的这一特性是非常有用的，例如我们在以前用C语言写一个链表，要单独写一个BuyListNode（）函数来负责开辟空间，并且在开辟的空间里面我们还需要进行检查等一系列操作，用起来非常麻烦。而现在用new的话，就会变得非常方便：

struct ListNode
{
	ListNode* _next;
	int _data;

	ListNode(int data)
		:_next(nullptr)
		,_data(data)
	{}
};

int main()
{
	ListNode* p1 = new ListNode(0);
	ListNode* p2 = new ListNode(1);
	ListNode* p3 = new ListNode(2);
	ListNode* p4 = new ListNode(3);
	p1->_next = p2;
	p2->_next = p3;
	p3->_next = p4;

	return 0;
}

要注意，在C++中的struct并不是C中的结构体，而是类的一种，与class的区别就是类成员默认为public。因此创建时也是需要调用构造函数的