【C++入门篇】引用&&内联函数&&auto&&范围for&&nullptr ...

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6.引用

C语言中函数的传参有两种方式:
1.传值 2.传址
虽然这两种方式都可以实现函数传参但是却各自有着本身的优缺点:
传值:无法改变形参的值
传址:不是很形象而且不安全
在升级版C++中为了解决这种问题就利用了引用&

概念


   引用不是新定义一个变量,而是给已存在变量取了一个别名
  编译器不会为引用变量开辟内存空间,它和它引用的变量共用同一块内存空间,
  
引用的方法:


  • 类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体;

   例子1
  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main()
  4. {
  5.     int a = 10;
  6.     //引用定义
  7.     int& b = a;
  8.     //取地址
  9.     int* pa = &a;
  10.     //编译器不会为引用变量开辟内存空间
  11.     cout << "&a = " << &a << endl;
  12.     cout << "&b = " << &b << endl;//引用变量和他引用的变量地址相同
  13.     cout << "pa =  " << pa << endl;//pa是指针,保存的是a的地址
  14. }
复制代码

引用在语法层面看,我们要明白成没有开辟新空间,就是对原来的变量取了一个别名

   例子
  1. void TestRef()
  2. {
  3.     int a = 10;
  4.     int& ra = a;//<====定义引用类型
  5.     printf("%p\n", &a);
  6.     printf("%p\n", &ra);
  7. }
复制代码
注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的
  1. //err
  2. int main()
  3. {
  4.         int a = 10;
  5.         double& b = a;
  6. }
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引用特性



  • 1.引用在定义时必须初始化
  1. int a = 10;
  2. int& b;//err必须初始化
复制代码




  • 2.一个变量可以有多个引用-类似一个人可以有多个代号
  1. int  a = 10;
  2. int& b = a;
  3. int& c = b;
  4. int& d = a;
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  • 3.引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体
  1. int main()
  2. {
  3.     int a = 10;
  4.     int& b = a;
  5.     cout << "b = " << b << endl;
  6.     cout << "&a = " << &a << endl;
  7.     int c = 20;
  8.     b = c;
  9.     //这里是把b变成c的别名还是把c的值赋给b?
  10.     cout << "b = " <<b<< endl;
  11.     cout << "&b = " << &b << endl;
  12.     return 0;
  13. }
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所以是把c的值赋给b ,引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体




  • 4.引用变量的名不能和别的变量名同名
  1. int main()
  2. {
  3.         int a = 10;
  4.         int& b = a;
  5.         double b = 1.1;//err
  6. }
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总结:


  • 引用必须初始化
  • 一个变量可以有多个引用(就好比一个人可以有多个绰号)
  • 引用一旦引用实体,再不能引用其他实体
  • 不能创建引用数组
  • 不能创建引用的引用
  • 没有引用的指针
  • 可以取引用的地址(着实也就是取变量的地址)
  • 区别引用声明符&和地址运算符&,(出现在声明中的&是引用声明符其他的是地址运算符)

常引用

若加了const修饰的变量:称为常变量,还是变量,但是只可读,不可写(不可修改变量的值),
   case 1: 权限放大 err
  1. //b和a占用同一块空间
  2. const int a = 10; //a :只读
  3. int& b = a; //b:可读可写
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   case2:权限不变:可以
  1. const int a = 10;
  2. const int& b = a;//a和b都是只读
  3. int a = 10;
  4. int& b = a;//a和b都是可读可写
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   case3:权限缩小 - 可以
  1. int a  = 10;//a:可读可写
  2. const int& b = a; //b:只可读
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对于类型不同的变量举行引用要加const
因为类型不同的变量赋值会产生临时变量,这个临时变量是不能修改的,所以要用const修饰

  1. int main()
  2. {
  3.     double d = 3.14;
  4.     //int& rd = d; //err类型不同
  5.     const int& b = d;//OK
  6.     return 0;
  7. }
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总结:
  1. int a = 10;
  2. int& b = a;//OK   
  3. //double& d = a;//err  
  4. const double& d = a;//OK
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b就是a的别名,类型相同的引用不会创建临时变量
double&类型的引用 只能引用double类型的变量 要引用类型必须要划一
int和double之间可以隐式转换 编译器在这个过程中生成了一个临时变量 d引用的不是a ,而是引用的是生成的临时变量,因为临时变量具有常性 所从前面要加const
结论:
1.类型不同的变量举行引用要加const
2.const Type &可以接受任何类型的对象
  1. int a = 10;
  2. char c = 'a';
  3. double d = 3.14;
  4. //const int& i1 = a;//OK
  5. //const int& i1 = c;//OK
  6. //const int& i1 = d;//OK
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   验证不同类型,引用的不是本身,而是临时变量
  


   例子
  假设x是一个大对象或者是深拷贝的对象,那么只管利用引用传参,减少拷贝
而且如果函数中不改变传的参数,只管利用const引用传参
  1. //引用传参
  2. void func(int& x)
  3. {
  4.     cout<< x <<endl;
  5. }
  6. int main()
  7. {
  8.    const int a = 10;
  9.    const int&b = a;
  10.    func(a);//err  a可读 引用传参给x,x是可读可写,权限放大,err
  11.    func(10);//err 10是常数只可读
  12. }
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  1. //引用传参,加上const修饰后
  2. //x变成只可读了,权限不变,所以可以
  3. void func(const int& x)
  4. {
  5.     cout << x << endl;
  6. }
  7. int main()
  8. {
  9.     const int a = 10;
  10.     const int& b = a;
  11.     func(a);  //10
  12.     func(10); //10
  13. }
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  1. #define M 10
  2. int main()
  3. {
  4.     const int& b = M;//ok,b:只可读 M:只可读 权限不变
  5.    // int& c = M;//err M是常数只可读,而c可读可写,权限扩大
  6. }
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引用的利用场景

1.引用做函数参数

   case1:
  1. //函数修饰名:_Z4swappipi
  2. void Swap(int* p1,int* p2)//传地址
  3. {
  4.     int tmp = *p1;
  5.     *p1 = *p2;
  6.     *p2 = tmp;
  7. }
  8. //函数修饰名:_Z4swapii
  9. void Swap(int r1,int r2)//传值
  10. {
  11.     int tmp = r1;
  12.     r1 = r2;
  13.     r2 = tmp;
  14. }
  15. //函数修饰名:_Z4swapriri
  16. void Swap(int& r1,int& r2) //传引用
  17. {
  18.     int tmp = r1;
  19.     r1 = r2;
  20.     r2 = tmp;
  21. }
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问1:上述三个互换函数构成函数重载吗
   函数修饰名不同,构成函数重载,但是Swap(x,y)调用时会存在歧义,它不知道调用的是传值还是传引用
  


传引用相当于把空间传过去,改变形参的内容,实参的内容也会发生改变
  1. //r1,r2就是a,b的别名,r1,r2的改变就是改变a,b
  2. void Swap(int& r1, int& r2) //传引用
  3. {
  4.     int tmp = r1;
  5.     r1 = r2;
  6.     r2 = tmp;
  7. }
  8. int main()
  9. {
  10.     int a = 1;
  11.     int b = 2;
  12.     cout << "a =  "<< a<<" b = "<<b << endl;
  13.     Swap(a, b);
  14.     cout << "a =  " << a << " b = " << b << endl;
  15.     return 0;
  16. }
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   case2:二级指针 = = 传指针的引用
  起首要知道:
函数内要改变整形变量的值:传一级指针
要改变一级指针的内容:传二级指针
但是利用指针的引用就不消这么贫苦,改变一级指针,只必要传一级指针的引用即可
  1. //传一级指针
  2. void func1(int* pa)
  3. {
  4.         pa = (int*)malloc(sizeof(int)*4);
  5. }
  6. //传二级指针
  7. void func2(int** ppa)
  8. {
  9.         *ppa = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
  10. }
  11. //传引用
  12. void func3(int*& pa)
  13. {
  14.         pa = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
  15. }
  16. int main()
  17. {
  18.         int* p = NULL;
  19.         cout << "p = " << p << endl; //NULL
  20.         func1(p);//传一级指针
  21.         cout << "p = " << p << endl;
  22.         func2(&p);//传二级指针
  23.         cout << "p = " << p << endl;
  24.         func3(p);//传引用
  25.         cout << "p = " << p << endl;
  26.         return 0;
  27. }
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函数内部为p开辟一块空间
传二级指针和传一级指针引用都可以改变一级指针的内容


2.引用做返回值

起首,我们要知道:全部的传值返回都会生成临时变量(临时拷贝)
   临时变量 (临时拷贝存在哪里)
  

  • 如果返回的变量比较小(4/8个字节),一样寻常是寄存器eax充当临时变量
  • 如果返回的变量比较大(如:结构体),临时变量存放在调用该函数的栈帧中
   例子
  1. //传值返回
  2. int Add(int x, int y)
  3. {
  4.         int c = x + y;
  5.         return c;
  6. }
  7. int main()
  8. {
  9.         int ret = Add(1, 2);
  10.         cout << "ret = " << ret << endl;//3
  11.         return 0;
  12. }
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   假设用传引用返回
  引用返回的寄义:不会生成c的拷贝返回,直接返回c的引用
  传值返回:返回对象会拷贝给临时对象,临时对象做返回,现在用传引用返回,返回的是返回对象的引用(别名)
  1. int& Add(int x, int y)
  2. {
  3.         int c = x + y;
  4.         return c;
  5. }
  6. int main()
  7. {
  8.         int ret = Add(1, 2);
  9.         cout << "ret = " << ret << endl;
  10. }
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当前代码的问题:


  • 1.存在非法方法,因为Add函数返回的值是c的引用,所以Add函数栈帧烧毁之后,会去访问c位置的空间取值
  • 2.如果Add函数栈帧烧毁,清算空间,那么取c的值的时候就是随机值,给ret的就是随机值,这个取决于编译器的实现

    • 如果后序没有新的函数栈帧开辟或者新的函数栈帧不敷以覆盖c的内容,得到的还是c的值,否则就是随机值


tmp是c的别名,相当于返回c的引用,如果c的空间被清掉,c的值酿成随机值,ret的值就会是随机值

   如:后面的函数栈帧把原来c的空间被覆盖了
  1. int& Add(int x,int y)
  2. {
  3.     int c = x + y;
  4.     return c;
  5. }
  6. int main()
  7. {
  8.     int& ret = Add(1,2);//ret也是c的引用
  9.     cout << "ret = " <<ret <<  endl;
  10.     printf("11111\n");
  11.     cout << "ret = " << ret << endl;
  12.     return 0;
  13. }
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注意:此时ret也是c的引用
printf也是函数,会把原来c变量空间的栈帧覆盖,导致ret的值为随机值

注意:如果函数返回时,出了函数作用域,如果返回对象还未还给体系,则可以利用引用返回,如果已经还给体系了,则必须利用传值返回,
返回引用的话效率高 不消创建临时变量 只要返回的实体不会随着函数竣事而烧毁的话 都可以以引用的方式返回
通俗点说:就是出了作用域,变量还在的,就可以用引用的方式,可以进步效率

   例子1:static的变量
  1. //传引用返回
  2. int& Count()
  3. {
  4.     //n放在静态区,出了函数栈帧也不销毁,所以可以使用传引用返回
  5.     static int n = 0;
  6.     n++;
  7.     return n;
  8. }
  9. int main()
  10. {
  11.     int a = Count();
  12.     cout << "a = " << a << endl; //1
  13.     a = Count();
  14.     cout << "a = " << a << endl; //2
  15.     return 0;
  16. }
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   例子2:
  1. //传引用返回
  2. char& func(char* str, int i)
  3. {
  4.     return str[i];
  5. }
  6. int main()
  7. {
  8.     char arr[10] = "Mango";
  9.     char c = func(arr, 3);
  10.     cout << "c = " << c << endl;//g
  11.     c = func(arr, 2);
  12.     cout << "c = " << c << endl;//n
  13. }
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出了作用域,str的空间没有被烧毁,所以可以用传引用返回,str这个是数组的空间
str不是局部变量 局部变量是在函数中创建的 str不是在函数中创建的

   例子3
  1. //方式1: ok
  2. int& fun()
  3. {
  4.     int* p =(int*)malloc(sizeof(int));
  5.     return *p;
  6. }
  7. //方式2: err
  8. int*& fun()
  9. {
  10.     int* p =(int*)malloc(sizeof(int));
  11.     return p;
  12. }
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方式1是正确的,方式2是错误的!
原因:p是局部变量,出了作用域就烧毁了,但是*p(malloc出来的空间还在),所以 return *p可以,return p 不可以

   例子4:用引用返回实现可读可写
  1. #define N 5
  2. int& func(int i)
  3. {
  4.         static int a[N];
  5.         return a[i];//返回的是a[i]的别名
  6. }
  7. int main()
  8. {
  9.         //读
  10.         for (size_t i = 0; i < N; i++)
  11.         {
  12.       //func[i]返回的是a[i]的别名
  13.       //相当于a[i] = i + 1
  14.                 func(i) = 1 + i;
  15.         }
  16.         //写
  17.         for (size_t i = 0;i < N;i++)
  18.         {
  19.                 //func[i]返回的是a[i]的别名
  20.        //相当于打印a[i]对应的值
  21.                 cout << func(i) << " " ; // 1 2 3 4 5
  22.         }
  23.         return 0;
  24. }
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注意:若把引用取消就会报错


原因:此时是值返回,会生成一个临时变量,返回的是a的临时变量,临时变量具有常性(是右值:不可以被修改)

   右值:表达式的返回值,常量,可以认为是右值
  右值的特点:右值不能被修改,如果引用一个不绝,要用const修饰
  普通引用引的就是左值,const引用引的是右值
  例子1:


例子2:


例子3:表达式的返回值也是右值
  1. int x1 = 1;
  2. int x2 = 2;
  3. int& r = x1+x2;
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所以要写成:
  1. const int& r = x1+x2;
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传值,传引用的效率比较

   以值作为参数或者返回值类型,在传参和返回期间,函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回,而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝,
  因此用值作为参数或者返回值类型,效率是非常低下的,尤其是当参数或者返回值类型非常大时,效率就更低
  
测试代码

  1. //传值传参和传引用传参的效率对比
  2. #include <time.h>
  3. struct A{ int a[10000]; };
  4. void TestFunc1(A a){}
  5. void TestFunc2(A& a){}
  6. void TestRefAndValue()
  7. {
  8.     A a;
  9.     // 以值作为函数参数
  10.     size_t begin1 = clock();
  11.     for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
  12.         TestFunc1(a);
  13.     size_t end1 = clock();
  14.     // 以引用作为函数参数
  15.     size_t begin2 = clock();
  16.     for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
  17.         TestFunc2(a);
  18.     size_t end2 = clock();
  19.     // 分别计算两个函数运行结束后的时间
  20.     cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
  21.     cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
  22. }
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值和引用作为返回值类型的性能比较

测试代码

  1. //传值返回和传引用返回的对比
  2. #include <time.h>
  3. struct A{ int a[10000]; };
  4. //a是全局结构体变量,出了函数还在,所以可以使用传引用返回
  5. A a;//a的大小为4W字节
  6. // 值返回 - 传值返回都会生成临时变量(临时拷贝),每次拷贝4W字节
  7. A TestFunc1() { return a;}
  8. // 引用返回 - 没有拷贝
  9. A& TestFunc2(){ return a;}
  10. void TestReturnByRefOrValue()
  11. {
  12.     // 以值作为函数的返回值类型
  13.     size_t begin1 = clock();
  14.     for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
  15.         TestFunc1();
  16.     size_t end1 = clock();
  17.     // 以引用作为函数的返回值类型
  18.     size_t begin2 = clock();
  19.     for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
  20.         TestFunc2();
  21.     size_t end2 = clock();
  22.     // 计算两个函数运算完成之后的时间
  23.     cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
  24.     cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
  25. }
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传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大,

==总结:==引用的作用主要体现在传参和传返回值


  • 1.引用传参和传返回值,有些场景下面,可以进步性能(大对象+ 深拷贝对象)
  • 2.引用传参和传返回值,输出型参数和输出型返回值,通俗来说,有些场景下,形参的改变可以改变形参(传引用,二者占用同一块空间),有些场景下,引用返回,可以改变返回对象

  • 不能返回栈空间上的引用
  • 传值,传地址,传引用的效率比较
    引用>地址>值

引用和指针的区别

   在语法概念上引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间
  
在底层实现上现实是有空间的,因为引用是按照指针方式来实现的,



  • 引用和指针的汇编代码对比
  1. int main()
  2. {
  3.     int a = 10;
  4.     int& ra = a;
  5.     ra = 20;
  6.     int* pa = &a;
  7.     *pa = 20;
  8.     return 0;
  9. }
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结论

引用和指针的不同点:


  • 引用概念上定义一个变量的别名(没有开辟空间),指针存储一个变量的地址


  • 引用在定义时必须初始化,指针没有要求
  • 引用在初始化时引用一个实体后,就不能再引用其他实体,而指针可以在任何时候指向任何一个同类型
    实体
  • 没有NULL引用,但有NULL指针
  • 在sizeof中寄义不同:引用结果为引用变量类型的大小,但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节,64位平台下占8个字节)
  1. int a = 0;
  2. int& b = a;
  3. sizeof(b) ? ==> sizeof(b) == sizeof(a) == sizeof(int)
  4. char c ='a';
  5. char&d = c;
  6. sizeof(d) -> sizeof(c) == sizeof(char) = 1
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  • 引用自加即引用的实体增加1,指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
  • 有多级指针,但是没有多级引用
  • 访问实体方式不同,指针必要显式解引用,引用编译器本身处理
  • 引用比指针利用起来相对更安全

相同点
底层的实现方式相同,都是按指针的方式实现

第一条汇编:把1放到a空间
后面的汇编都是一样的:取出a的地址放在寄存器eax中,把eax寄存器的值放到b变量中

如果要连续定义指针/引用,每个名字都必要以* / &开头
  1. int a = 10;
  2. int& b = a,&c = a;//c前面的&不可省略,不然c就是个变量,相当于int c = a;
  3. //这个和指针也一样
  4. int *a,b;//a是指针,b是变量
  5. int*a,*b;//a,b都是指针
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   问:下面两个函数是否构成函数重载
  1. void func(int* ps)
  2. {
  3.     cout << " func(int* ps)" << endl;
  4. }
  5. void func(int& p)
  6. {
  7.     cout << " func(int& p)" << endl;
  8. }
  9. int main()
  10. {
  11.     int a = 10;
  12.     func(&a);
  13.     func(a);
  14. }
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二者构成函数重载,指针和引用是不同的类型,


   指针利用更复杂,更容易堕落
  1. void f1(int* ps)
  2. {
  3.     *ps = 10;
  4. }
  5. void f2(int& p)
  6. {
  7.     p = 10;
  8. }
  9. int main()
  10. {
  11.     int a = 10;
  12.     //正常传参
  13.     f1(&a);
  14.     f2(a);
  15.    
  16.         //引起f1程序崩溃的方法
  17.     f1(NULL);
  18.     f1(0);
  19.            //但是如果按上述方式传给f2-直接报错,在编译层就检查出来了
  20.     f2(NULL);
  21.     f2(0);
  22.         return 0;   
  23. }
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利用指针要思量空指针,野指针等等问题,指针太机动了,所以相对而言,没有引用安全

   相同类型之间赋值不会产生临时变量,不同类型转化赋值会产生临时变量,临时变量具有常属性
  1. int a = 10;
  2. int b = a;//不会产生临时变量
  3. double d = a;//会产生临时变量
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函数返回值,表达式会产生临时变量
  1. int a = 10;
  2. int b = 5;
  3. int c = a+b;//会产生临时变量
  4. int test()
  5. {
  6. int a = 10;
  7. return a;//会产生临时变量
  8. }
复制代码


7.内联函数

概念
   以inline修饰的函数叫做内联函数,编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开,没有函数压栈的开销,内联函数提升程序运行的效率
  
   内联函数的引入
  调用函数,必要创建栈帧,栈帧中要保存一些寄存去,竣过后又要规复,这些都是有消耗的,对于频繁调用的函数,可以优化!
  1. int Add(intx,int y)
  2. {
  3.     int ret = x+ y;
  4.     return ret;
  5. }
  6. int main()
  7. {
  8.     Add(1,2);
  9.     Add(1,2);
  10.     Add(1,2);
  11.     Add(1,2);
  12.     return 0;
  13. }
复制代码

C中的优化方式:可以利用宏
宏是单纯的文本替换,效率高
   写两个数相加的宏-技巧:宏的原理是替换,本身替换进去看对不对
  下面是错误写法
  1. #define Add(int x,int y) {return x+y;}
  2. #define Add(x,y) x+y; //1
  3. #define ADD(x,y) x+y  //2
  4. #define Add(x,y) (x+y)//3
复制代码
对于写法0:宏是直接举行文本替换,所以不消写类型吸收
函数调用把实参传给形参才必要吸收参数

对于写法1:宏后面不加分号
  1. cout<<Add(1,2)<<endl;//替换后:cout<<x+y;<<endl;
  2. <<前有分号,编译时会发生错误,
复制代码

对于写法2:运算结果可能堕落
  1. cout<<Add(2,3)*10<<endl;//替换后:cout<<2+3*10<<endl
  2. 打印结果为:32,而我们想要得到的结果是5*10 = 50
复制代码

对于写法3:运算优先级不同,可能导致结果堕落
  1. cout<<Add(a|b,a&b)<<endl; //替换之后:cout<<(a|b + a& b)<<endl
  2. +的优先级更高,相当于a|(a+b)&b,结果错误
复制代码

正确写法
  1. #define Add(x,y) ((x)+(y))
复制代码

C++优化方式:利用内联函数
利用内联函数之后,在release模式下,函数不会创建栈帧,直接调用该函数的地方举行展开




内联函数会在调用位置自动展开

   如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数,在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用,
查看方式:
  

  • 在release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
  • 在debug模式下,必要对编译器举行设置,否则不会展开


特性 :在编译阶段,会将内联函数展开 -----将函数调用直接利用函数体举行替换

  • inline是一种以空间换时间的做法,省去调用函数额开销,所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜利用作为内联函数

    • 代码很长:10行以上(取决于编译器的不同)
    • 为什么是以空间换时间:
    1. inline void func()
    2. {
    3.     //假设编译后是10行代码
    4. }
    复制代码
    假设有1000次调用func函数,展开和不展开时,编译后是多少行代码
       

    • 不展开时候: 10(func编译后的10行)+ 1000(1000次call func() )
    • 展开的时候: 10*1000次(每次调用都展开,共调用1000次)
       

综上:长代码函数 和递归函数不适合展开,调用的地方很多,展开后程序可能会变的很大

2.inline对于编译器而言只是一个发起,编译器会自动优化,如果定义为inline的函数体内有循环/递归等等,编译器优化时会忽略掉内联,
3.inline不发起声明和定义分离,分离会导致链接错误,因为inline被展开,就没有函数地址了,链接就会找不到,
  1. 内联函数会被认为在调用的地方直接展开,所以内联函数不会生成函数的地址,不存在链接的时候要去找内联函数的地址,在调用的时候就展开了
复制代码
  例子:
  


结论:短小,频繁调用的函数发起定义成inline(内联函数)

面试题:宏的优缺点

   优点
  

  • 1.增强代码的复用性,
  • 2.进步性能
   缺点
  

  • 1.不方便调试宏,(因为预编译阶段举行了替换)
  • 2.导致代码可读性差,可维护性差,容易误用,
  • 3.没有类型安全的检查,

C++有哪些技术替换宏


  • 1.常量定义换用const
  • 2.函数定义换用内联函数

8.auto关键字(C++11)

简介:

   在早期C/C++中auto的寄义是:利用auto修饰的变量,是具有自动存储器的局部变量
  
   C++11中,标准委员会赋予了auto全新的寄义即:auto不再是一个存储类型指示符,而是作为一个新的类型
指示符来指示编译器,auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得,
    注意事项
  利用auto定义变量时必须对其举行初始化,在编译阶段编译器必要根据初始化表达式来推导auto的现实类
型,因此auto并非是一种“类型”的声明,而是一个类型声明时的“占位符”,编译器在编译期会将auto替换为
变量现实的类型,
  typeid:打印变量的类型
  1. int main()
  2. {
  3.         int a = 10;
  4.         //auto:自动推导变量的类型
  5.         auto c = a;
  6.         auto d = 'a';
  7.         auto x = 10.10;
  8.         //typeid打印变量的类型
  9.         cout << typeid(c).name() << endl;//int
  10.         cout << typeid(d).name() << endl;//char
  11.         cout << typeid(x).name() << endl;//double
  12.         return 0;
  13. }
复制代码
注意:推导时:会舍弃const属性,但是指针不会



a是const修饰的,不可以修改!

   auto可以识别结构体类型
  


auto利用规则

   1.auto与指针和引用结合起来利用
  用auto声明指针类型时,用auto和auto*没有任何区别,但用auto声明引用类型时则必须加&
  1. int main()
  2. {
  3.         int x = 10;
  4.         auto a = &x;
  5.         auto* b = &x;
  6.         auto& c = x;//c是x的别名
  7.        
  8.         cout << typeid(a).name() << endl;
  9.         cout << typeid(b).name() << endl;
  10.         cout << typeid(c).name() << endl;
  11.         return 0;
  12. }
复制代码


   2.在同一行定义多个变量
当在同一行声明多个变量时,这些变量必须是相同的类型,否则编译器将会报错,因为编译器现实只对
第一个类型举行推导,然后用推导出来的类型定义其他变量,
  

  1. //在同一行定义多个变量
  2. auto x = 10, y = 20;
复制代码

auto不能独立定义
  1. auto i;//err
复制代码


auto不能推导的场景

   1.auto不能作为函数的参数
  1. // 此处代码编译失败,auto不能作为形参类型,因为编译器无法对a的实际类型进行推导
  2. void TestAuto(auto a) //err
  3. {}
复制代码

   2.auto不能直接用来声明数组
  1. void TestAuto()
  2. {
  3. int a[4] = {1,2,3};
  4. auto b[4] = {4,5,6};//err
  5. }
复制代码

   3.为了避免与C++98中的auto发生肴杂,C++11只保留了auto作为类型指示符的用法
  4.auto在现实中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C++11提供的新式for循环,另有lambda表达式等
举行共同利用,
  
9.基于范围的for循环(C++11)

语法

   对于一个有范围的聚集而言,由程序员来说明循环的范围是多余的,有时候还会容易犯错误,因此C++11中
引入了基于范围的for循环,for循环后的括号由冒号“:”分为两部分:第一部分是范围内用于迭代的变量,
第二部分则表示被迭代的范围,
  1. int main()
  2. {
  3.         int arr[] = { 1,2,3,4,5,6 };
  4.         int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  5.         //C/C++遍历数组
  6.         for (int i = 0; i < sz; i++)
  7.         {
  8.                 cout << arr[i] << endl;
  9.         }
  10.         printf("end\n");
  11.         //C++11 范围for
  12.         //自动依次取数组arr中的元素赋给e
  13.         for (auto e : arr)
  14.         {
  15.                 cout << e << endl;
  16.         }
  17.     /*这样也属于范围for,用auto自动推导更优
  18.     for(int x : arr)
  19.     {
  20.             cout << x << endl;
  21.     }
  22.     */
  23.         return 0;
  24. }
复制代码

注意:与普通循环类似,可以用continue来竣事本次循环,也可以用break来跳出整个循环,

   想利用范围for,把数组的每个值+1
  1. //err
  2. int main()
  3. {
  4.         int arr[] = { 1,2,3,4,5,6 };
  5.         //C++11 范围for
  6.         //自动依次取数组arr中的元素赋给e
  7.         for (auto e : arr)
  8.         {
  9.                 e++;
  10.         }
  11.         for (auto e : arr)
  12.         {
  13.                 cout << e << endl;
  14.         }
  15.         return 0;
  16. }
复制代码


e是局部变量,e++了,但是不影响数组内里的元素的值,相当于值传递

   解决办法:用引用
  1. int main()
  2. {
  3.         int arr[] = { 1,2,3,4,5,6 };
  4.         //C++11 范围for
  5.         //自动依次取数组arr中的元素赋给e
  6.         //让数组每个值+1
  7.         for (auto& e : arr)
  8.         {
  9.                 e++;
  10.         }
  11.         for (auto e : arr)
  12.         {
  13.                 cout << e << endl;
  14.         }
  15.         return 0;
  16. }
复制代码

此时e++就是数组元素的值++
提出疑问:这个arr[0],arr[1]什么的别名不全都是e了吗?
解答:可以认为e的生命周期是一次循环,不是整个循环,每次e代表的只是一个元素的别名

ERR写法
  1. for(auto* e : arr)
  2. {
  3.     //e++
  4. }
复制代码

取出的数组中的每个数据是int类型,int类型赋值给int*类型,err

范围for的利用条件:

   1.for循环迭代的范围必须是确定的
  对于数组而言,就是数组中第一个元素和末了一个元素的范围;对于类而言,应该提供begin和end的
方法,begin和end就是for循环迭代的范围,
  范围for:自动判断竣事
  注意:以下代码就有问题,因为for的范围不确定
  1. void TestFor(int* a)
  2. {
  3.         for (auto& e : a)
  4.         {
  5.                 cout << e << endl;
  6.         }
  7. }
复制代码
范围for内里必须是数组名
  数组传参降级为指针
  
   2.迭代的对象要实现++和==的操作,(关于迭代器这个问题,以后会讲,现在大家了解一下就可以了)
  
10.指针空值nullptr(C++11)

C++98中的指针空值

   在良好的C/C++编程风俗中,声明一个变量时最好给该变量一个符合的初始值,否则可能会出现不可预料的
错误,比如未初始化的指针,如果一个指针没有合法的指向,我们基本都是按照如下方式对其举行初始化:
  
NULL现实是一个宏,在传统的C头文件(stddef.h)中,可以看到如下代码:

   _cplusplus是c++程序的标识符,这里是条件编译!如果是C++文件,NULL被认为是0,否则(C语言)NULL被认为是指针
  可以看到,NULL可能被定义为字面常量0,或者被定义为无类型指针(void*)的常量,不论采取何种定义,在
利用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些贫苦,比如:
  1. void f(int)
  2. {
  3.         cout << "f(int)" << endl;
  4. }
  5. void f(int*)
  6. {
  7.         cout << "f(int*)" << endl;
  8. }
  9. int main()
  10. {
  11.         f(0);
  12.         f(NULL);
  13.         f((int*)NULL);
  14.         return 0;
  15. }
复制代码

程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数,但是由于NULL被定义成0,因此与程序的初志相悖,
在C++98中,字面常量0既可以是一个整形数字,也可以是无类型的指针(void*)常量,但是编译器默认环境下
将其当作是一个整形常量,如果要将其按照指针方式来利用,必须对其举行强转(void *)0,
  1. f(nullptr); -> 打印f(int*)
复制代码

注意点:

   1.在利用nullptr表示指针空值时,不必要包含头文件,因为nullptr是C++11作为新关键字引入的,
  2.在C++11中,sizeof(nullptr)与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同,
  

  3.为了进步代码的健壮性,在后续表示指针空值时发起最好利用nullptr,
  
C语言环境下,NULL没问题,因为并支持函数重载!
为了方便,后续可以用用nullptr取代NULL,nullptr就是空指针(void *)0

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