前面介绍的模板有关知识大部分都是用顺序表来举例的，现在我们就专门用模板来实现顺序表，其中的很多操作都和之前没有多大区别，只是有几个比较重要的知识点需要做专门的详解。
1 #pragma once 2 #include3 #include 4 #include 5 using namespace std; 6 7 template 8 class Vector 9 { 10 public:11 Vector() //构造函数12 :_array(NULL)13 ,size(0)14 ,capacity(0)15 {}16 Vector(const Vector & v) //拷贝构造函数17 {18 _array = (T*)malloc(v._array, sizeof(T)*size); //注：问题一 19 memcpy(v._array, _array, sizeof(T)*size);20 size = v.size;21 capacity = v.size;22 }
问题一实质同下面的问题3，后面再做详细分析。
问题2： 1 Vector& operator=(const Vector & v) { //赋值运算符重载 2 if (this != &v) { 3 Vector tmp(v); 4 swap(tmp); 5 } 6 return *this; 6 } 6 void swap(Vector & v) { 7 std::swap(_array, v._array); 8 std::swap(size, v.size); 9 std::swap(capacity, v.capacity);10 } 11 list1 = list2;
这里很有必要详解实现上面赋值运算符重载的现代写法的实现原理 ：首先看上面代码（list1 = list2;），赋值运算符重载中的局部变量tmp是由v即list2拷贝构造而来，函数体内通过swap函数将this指针指向的list1与tmp发生了交换，即list1与list2发生了交换，局部变量tmp现在指向之前list1指向的地址，而list1指向tmp原先指向的地址，也就是list1被赋值成了list2，而局部变量tmp一出函数就会自动销毁，就会调用它的析构函数，会使得它指向的内存释放，从而实现list1与list2的交换。图解如下：
注：swap函数也不能乱用，一般来说，swap函数适用于内置类型，下面看这句代码
1 swap(*this,l); //直接交换两个对象岂不更好？
这段代码会出现什么情况呢？转到定义处，来看一下swap函数内部是如何实现的。
我们用的swap函数是这个模板实例化来的，它的倒数第二行，和倒数第三行都调用了赋值运算符重载函数，这样就造成递归调用，一直生成栈帧，直至出现栈溢出问题。为了解决这种问题，一般我们使用自己写的swap函数来实现需要的功能。
1 ~Vector() { //析构函数 2 if (_array) { 3 delete[] _array; 4 _array = NULL; 5 size = 0; 6 capacity = 0; 7 } 8 } 9 void PushBack(const T& x) { //尾插10 _CheckCapacity();11 _array[size] = x;12 ++size;13 }14 void PopBack() { //尾删15 if(!Empty())16 size--;17 }18 void PushFront(const T& x) { //头 插19 _CheckCapacity();20 for (size_t i = size; i > 0; i--) {21 _array[i] = _array[i - 1];22 }23 _array[0] = x;24 ++size;25 }26 void PopFront() { //头删27 if(!Empty()){28 for (size_t i = 0; i < size; i++) {29 _array[i] = _array[i + 1];30 }31 size--;32 } 33 }34 void Insert(size_t pos, const T& x) { //任意位置插入35 _CheckCapacity();36 for (size_t i = size; i > pos; i--) {37 _array[i] = _array[i - 1];38 }39 _array[pos] = x;40 ++size;41 }42 void Erase(size_t pos) { //任意位置删除43 if (!Empty()) {44 if (pos >= size)45 return;46 else {47 for (size_t i = pos; i < size; i++) {48 _array[i] = _array[i + 1];49 }50 size--;51 }52 }53 }54 size_t Size()const { //返回顺序表的数据个数55 return size;56 }57 size_t Capacity()const { //返回顺序表的容量58 return capacity;59 }60 T& Top() { //取顺序表头值61 return _array[0];62 }63 bool Empty() { //清空顺序表64 return size == 0;65 }66 void Print() { //打印顺序表67 for (size_t i = 0; i < size; i++)68 {69 cout << _array[i] << " ";70 }71 cout << endl;72 }73 private:74 void CheckCapacity() //注：问题三75 {76 if (_size > _capacity)77 {78 _capacity = _capacity * 2 + 3;79 _a = (T*)realloc(_a, (_capacity) * sizeof(T));80 }81 } 82 83 T* _array;
84 size_t size; 85 size_t capacity; 86 };来看上面代码，这些代码在int， char等一些内置类型下是可以被顺利执行的，但是一旦换成string类型或其他自定义类型就会出现问题，在执行插入操作时，代码就会崩掉，这是什么问题呢？其实很容易看出问题出在新开辟空间时，即代码中标注的问题一与问题三（见代码中标注），在拷贝构造函数Vector(const Vector<T>& v)与扩容函数CheckCapacity()函数中，我们开辟新空间用的是malloc与realloc函数，这里有个问题，malloc和realloc函数只负责开空间，但不初始化，所以在插入操作的赋值语句时挂了，调试你会发现它的_array就是NULL，所以就会出现问题。所以我们用new[]来开辟空间，用delete[]来销毁空间，其实它与malloc和realloc函数最大的区别是new[]开辟新空间时顺便会调用构造函数初始化对象，这是这个问题的重点所在。我们将这个问题一改用new[]和delete[]分别代替malloc/realloc和free。改完之后的代码如下：
Vector(const Vector& v) //拷贝构造函数 : _array(new T[sizeof(T) * v.capacity]) , size(v.size) , capacity(v.capacity) { memcpy(_array, v._array, sizeof(T)*size); } void _CheckCapacity() { //扩容函数 if (size == capacity) { size_t newCapacity = 2 * capacity + 3; T* tmp = new T[newCapacity]; if (_array) { memcpy(tmp._array, _array, sizeof(T)*size); } delete[] _array; _array = tmp; capacity = newCapacity; } }
上面这段代码在int， char等一些内置类型下是可以被顺利执行的，而且貌似string类型或其他自定义类型下也没有问题。而其实这里面还存在另外一个更重要的问题，就是标题说到的更深层次的深浅拷贝的问题。当我用下面这段代码测试的时候，会有乱码出现
1 void Test1() {2 Vector v1;3 v1.PushBack("111");4 v1.PushBack("222222222222222222222222222222222222222");5 v1.PushBack("333"); 6 v1.PushBask("444")6 v1.Print();7 } 输的结果不尽如任意：
但是将第二行测试程序改为v1.PushBack(“22222222222”);又会正常输出，或者将v1.PushBaack(“444”)这句给屏蔽屏蔽掉，同样会正常输出。所以有理由相信在一定的范围内，或某种情况下，可以正常输出，超过一定范围就会出现异常。这里详解更深层次的深浅拷贝问题。
这里我们从String类的内部成员说起，其实string里面由下面四部分组成，这是一种以空间换时间的优化，如果String里保存的字符串长度小于15（实际可存16为16这里考虑了‘\0’），它就会将字符串保存于它自带的空间_Buf，而大于等于15时，他就会重新开辟一份空间存放这个字符串，并使用_Pre指向这块内存空间。
1 class string2 {3 string* _Buf[16]; 4 string* _Ptr;5 size_t _Mysize;6 size_t _Myres;7 }; 可以在vs2008上面验证一下（调试窗口就可以看），我用的vs2015不能展示出来。如此，我们便可以知道上面的代码在拷贝时出现了问题，下面我用图示来解释上面的测试代码测出的问题。 
当我们测试的代码往String里存放的字符串长度值小于15时，它保存在字符数组_Buf[16]中，memcpy()函数可以正常拷贝，所以正常输出，当其值大于15时，将会开辟足够的新空间以存放字符串，并使_Pre指向新空间的起始地址，使用memcpy()函数拷贝时仅仅只拷贝了数据，即值拷贝，那么两个指针指向同一块地址，当原来那个String析构掉，开辟的空间销毁时，另一个指针任然指向原来的地址，那么它向后访问到的就是随机值，当析构拷贝过来的String时，又会调用析构函数对那块已经被析构的空间进行析构，所以程序最终崩溃。为了解决这个问题我们再次改进
Vector(const Vector& v) //拷贝构造函数 : _array(new T[sizeof(T) * v.capacity]) , size(v.size) , capacity(v.capacity) { for (size_t i = 0; i < size; i++) { _array[i] = v._array[i]; } } void _CheckCapacity() { //扩容函数 if (size == capacity) { size_t newCapacity = 2 * capacity + 3; T* tmp = new T[newCapacity]; if (_array) { for (size_t i = 0; i < size; i++) { tmp[i] = _array[i]; } } delete[] _array; _array = tmp; capacity = newCapacity; } }
其中调用了赋值运算符的重载，即就是实现深拷贝。
以下是测试程序
1 void Test1() { //深拷贝测试程序 2 Vector v1; 3 v1.PushBack("111"); 4 v1.PushBack("2222222222222222222222222222222222222222222222"); 5 v1.PushBack("333"); 6 v1.PushBack("444") 7 v1.Print(); 8 } 9 void Test2()10 {11 Vector list1;12 list1.PushBack(1); //尾插13 list1.PushBack(2);14 list1.PushBack(3);15 list1.PushBack(4);16 list1.PushBack(5);17 list1.Print();18 list1.PopBack(); //尾删19 list1.PopBack();20 list1.PopBack();21 list1.PopBack();22 list1.Print();23 list1.PushFront(2); //头插24 list1.PushFront(3);25 list1.PushFront(4);26 list1.Print();27 list1.PushFront(5);28 list1.Print();29 list1.PopFront(); //头删30 list1.PopFront();31 list1.PopFront();32 list1.Print();33 Vector list2(list1); //拷贝构造函数测试34 list2.Print();35 list1.Insert(1, 0); //任意位置插入36 list1.Print();37 list1 = list2; //赋值运算符38 list1.Print();39 list1.Erase(1); //任意位置删除40 list1.Print();41 }42 int main()43 {44 Test1();45 Test2();46 getchar();47 return 0;48 } 下面是输出结果：
基于顺序表的简单栈的实现
1 template> 2 class Stack 3 { 4 public: 5 void Push(const T& x) { //入栈 6 Vector ::PushBack(x); 7 } 8 void Pop() { //出栈 9 Vector ::PopBack();10 }11 const T& Top() { //取栈顶元素值12 return Vector ::Top();13 }14 const size_t Size() { //返回栈中元素个数15 return Vector ::Size();16 }17 bool Empty() { //判空栈18 return Vector ::Empty();19 }20 private:21 Container _con;22 };