【C++入门(二)】(引用,内联函数,auto关键字,范围for循环,空指针)

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5.引用

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。

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体
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如果是多个别名情况(引用类型必须和引用实体是同种类型的)
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引用特性

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

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引用的使用场景

做参数
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引用做返回值
这里我们以传值返回和传引用返回做例子
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场景举例

我们以下面一段代码为例子
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高频面试题:指针和引用的区别?

先放一个引用和指针汇编的代码
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引用和指针的区别大概以下几点

  • 引用在定义时必须初始化,指针没有要求,并且引用使用起来比指针更安全
  • 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中含义不同:引用结果为引用类型的大小,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)
  • 有多级指针,但是没有多级引用
  • 访问实体方式不同,指针需要显式解引用,引用编译器自己处理

6.内联函数

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

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我们在Add函数前加上inline,再次查看汇编代码
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内联函数特性

  • 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
  • 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

相关面试题

说一说宏的优缺点

  • 优点:1.增强代码复用性 2.提高性能
  • 缺点:1.不方便调试 2.没有类型安全的检查 3.可维护性差

C++中替代宏的技术

  • 常量定义const内联函数

7.auto关键字(C++11)

简介

  • 早期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: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

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    这里要注意: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

使用规则

  • auto与指针和引用结合起来使用

  • 用auto声明指针类型时,用autoauto*没有任何区别,但用auto声明引用类型时则必须加&
    在这里插入图片描述

  • 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

void TestAuto()
{
   
   
 auto a = 1, b = 2; 
 auto c = 3, d = 4.0; // 该行代码会编译失败,因为c和d的初始化表达式类型不同
}

8.范围for循环(C++11)

这里学一个for循环写法
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9.空指针(nullptr C++11)

C++98中的指针空值

void TestPtr()
{
   
   
 int* p1 = NULL;
 int* p2 = 0;
 
 // ……
}

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:

#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif

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,在使用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些麻烦,比如:

void fun(int)
{
   
   
	cout << "f(int)" << endl;
}

void fun(int*)
{
   
   
	cout << "f(int*)" << endl;
}

int main()
{
   
   
	fun(0);
	fun(NULL);//本意是调用第二个函数
	fun((int*)NULL);
	return 0;
}

运行结果
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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,因此与程序的初衷相违背

nullptr(C++11)

  • 为了考虑彼此兼容性,C++11并没有消除常量0的二义性,C++11给出了全新的nullptr作为空指针
  • nullptr是有类型的,其类型为nullptr_t,仅仅可以被隐式类型转换为指针类型,nullptr在头文件被定义为:
typedef decltype(nullptr) nullptr_t;

注意:
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)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