【C++登山之路之初露锋芒 2】——内联函数+ 引用+auto+nullptr关键字(万字详解,图片演示,结构原理)

发布于:2022-08-03 ⋅ 阅读:(427) ⋅ 点赞:(0)

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1.内联函数

2.引用

        2.1引用涉及的隐式类型转换和权限问题

        2.2引用和指针

3.auto关键字

4.nullptr关键字


内联函数

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,另外类里面的函数默认内联。

特性
1. 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/递归的函数不适宜使用作为内联函数。
2. inline对于编译器而言只是一个建议,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不建议声明和定义分离,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(故一般两个都写在头文件,因为要保证每个调用的地方都有定义展开,而且定义一样)

4.inline关键字没有要求具体写在声明和定义,一般都要写。只要声明和定义其中有inline关键字编译器就都能识别。

inline替换设置:vs2019版本debug下(release下都可)

属性,C++/C,调试格式改为程序数据库(/zi),优化,内联函数扩展改为只适用于inline。

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。

特性

1. 引用在定义时必须初始化
2. 一个变量可以有多个引用
3. 引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体

4.可以对常数进行引用,即常引用
注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的

使用场景和注意事项

做参数:函数可以使用引用传参,引用传参不会有临时拷贝。

最经典的是c语言的交换函数

void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;                    //无需指针,可以直接交换值    
left = right;
right = temp;
}

做返回值:函数返回是通过临时对象(小的用寄存器,大的创建空间)返回的,引用返回可以提高效率。


注意❗❗❗:引用返回不能乱使用,否则会有内存问题,下面演示错误代码

int& Add(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}

int main()
{
int& ret = Add(1, 2);            //ret是c的别名,但c已经销毁,便会导致内存数据错误或其他问题
cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;
return 0;
}

结论如果函数返回时,出了函数作用域,如果返回对象还未还给系统,则可以使用引用返回,如果已经还给系统了,则必须使用传值返回

引用涉及的隐式类型转换和权限问题

权限的缩小:普通类转const类型(const int& a = b (b是int)

权限的放大:const类型转普通类(int& a = b (b是cosnt int))

注意❗❗❗:权限相同以及缩小都是可以的,但是放大不可,通俗点说就是自己都是const不可以修改只能读,起一个别名就能可读可写了吗?

引用和指针

先说结论,引用和指针的底层代码实现是一样的,故效率差不多。

但引用明显方便快捷。且c++语法个别地方只能用引用如拷贝构造

auto关键字

在早期C/C++中auto的含义是:使用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全新的含义即: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

使用auto定义变量时必须对其进行初始化,在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。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替换为变量实际的类型。

auto的使用

1. auto与指针和引用结合起来使用
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&

int x = 10;
auto a = &x;
auto* b = &x;
auto& c = x;

cout << typeid(a).name() << endl;
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;        //打印其类型

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,因为编译器实际只对第一个类型进行推导,然后用推导出来的类型定义其他变量。

auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数                                                                                                                2. auto不能直接用来声明数组
3. 为了避免与C++98中的auto发生混淆,C++11只保留了auto作为类型指示符的用法
4. auto在实际中最常见的优势用法就是C++11提供的新式for循环,还有lambda表达式等进行配合使用。

范围for

void TestFor()
{
    int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    for(auto& e : array)            //引用,可以修改值
        e *= 2;
    for(auto e : array)
        cout << e << " ";
    return 0;
}



nullptr关键字

c语言的NULL实际是一个宏,在传统的C头文件(stddef.h)中,可以看到如下代码:

可以看到NULL在C中是一个(void*)强转的指针,而在C++中是一个0(整型),故对于有些需要判断NULL的类型的时候,会有歧义。如下面代码

void f(int)
{
    cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int*)
{
    cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{
    f(0);
    f(NULL);                    //在C++中会有歧义
    f((int*)NULL);
    return 0;
}

总结

1. 在使用nullptr表示指针空值时,不需要包含头文件,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. 为了提高代码的健壮性,在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr


文章到这里就结束了(~ ̄▽ ̄)~,如果喜欢本文的话不妨三连。有问题的话可以评论区留言哦

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        ps: Pexels 上的 Tim Gouw 拍摄的图片


 

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