前言
本文将讲述，内联函数、auto关键字、语法糖for及指针空值nullptr.
🕺作者： 迷茫的启明星
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1. 内联函数
在我们调用函数时，需要建立栈帧，栈帧中要保存一些寄存器，结束后又要恢复…可以看到这些都是有消耗的。
那么对于频繁调用的小函数，我们能否优化一下？
在C语言中时使用宏来处理这种情况的，宏的本质是替换，而在C++中，我们主要使用内联函数来处理这种情况。因为宏太复杂了，并且容易出错。
1.1 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，没有函数调用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。
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
1.2 特性
inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，
缺陷：可能会使目标文件变大，
优势：少了调用开销，提高程序运行效率。
inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，
一般建议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。因为内联说明只是向编译器发出一个请求，只是一个建议，编译器不一定会采纳。
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。
// fun.h #include <iostream> using namespace std; inline void f(int i); // fun.cpp #include "fun.h" void f(int i) { cout << i << endl; } // main.cpp #include "fun.h" int main() { f(10); return 0; }
1.3 宏的优缺点？
优点：
增强代码的复用性。
提高性能。
缺点：
1.不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）
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++有哪些技术替代宏？
常量定义 换用const enum
短小函数定义 换用内联函数
2. auto关键字(C++11)
2.1 类型别名思考
随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，经常体现在：
类型难于拼写
含义不明确导致容易出错
#include <string> #include <map> int main() { std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange","橙子" }, {"pear","梨"} }; std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin(); while (it != m.end()) { //.... } return 0; }
std::map::iterator 是一个类型，但是该类型太长了，特别容易写错。聪明的同学可能已经想到：可以通过typedef给类型取别名，比如：
#include <string> #include <map> typedef std::map<std::string, std::string> Map; int main() { Map m{ { "apple", "苹果" },{ "orange", "橙子" }, {"pear","梨"} }; Map::iterator it = m.begin(); while (it != m.end()) { //.... } return 0; }
使用typedef给类型取别名确实可以简化代码，但是typedef有会遇到新的难题：
typedef char* pstring; int main() { const pstring p1; // 编译成功还是失败？ const pstring* p2; // 编译成功还是失败？ return 0; }
这段代码中，定义了一个名为 pstring 的 typedef，它是一个指向 char 类型的指针。
接下来在 main 函数中，定义了两个指针变量 p1 和 p2，它们都是指向 pstring 类型的常量指针。
现在让我们来回答这两个问题：
对于第一个问题，const pstring p1; 的定义会导致编译失败。
因为 p1 是一个常量，它必须在定义时被初始化，但是上面的定义没有指定任何初始值，因此编译器会报错。
对于第二个问题，const pstring* p2; 的定义会编译成功。
这里定义了一个指向 pstring 类型常量的指针 p2，并没有对它进行初始化，但是因为它是一个指针变量，所以编译器不会报错。
需要注意的是，虽然 p1 和 p2 都是指向 pstring 类型的指针，但是它们的类型是不同的。
p1 是一个常量指针，而 p2 是一个指向常量的指针。这意味着，p1 指向的值是不可修改的，而 p2 指向的值是可修改的，但是 p2 本身是不可修改的。这些细微的差别在 C++ 中非常重要，需要特别注意。
2.2 auto简介
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。
int TestAuto() { return 10; } int main() { int a = 10; auto b = a; auto c = 'a'; auto d = TestAuto(); cout << typeid(b).name() << endl; cout << typeid(c).name() << endl; cout << typeid(d).name() << endl; //auto e; 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化 return 0; }
【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。
2.3 auto的使用细则
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 main() { int x = 10; auto a = &x; auto* b = &x; //将auto与指针符号*结合起来使用。这样可以显式地告诉编译器，b是一个指针类型。 auto& c = x; cout << typeid(a).name() << endl; cout << typeid(b).name() << endl; cout << typeid(c).name() << endl; *a = 20; *b = 30; c = 40; return 0; }
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 }
2.4 auto不能推导的场景
auto不能作为函数的参数
函数的形参类型必须在编译时确定，因为编译器需要根据形参类型来确定函数调用时的参数传递方式和内存分配方式。如果使用auto关键字作为形参类型，编译器无法确定这些信息，因此会导致编译错误。
void TestAuto(auto a) {}
auto不能直接用来声明数组
如果使用auto关键字来定义数组，编译器无法推导出数组的类型和长度，因此会导致编译错误。
void TestAuto() { int a[] = {1,2,3}; auto b[] = {4，5，6}; }
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
auto在实际中最常见的优势用法就是跟后面会讲到的C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用。
3. 基于范围的for循环(C++11)
3.1 范围for的语法
平时我们一般是这么遍历一个数组的，
void TestFor() { int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i) array[i] *= 2; for (int* p = array; p < array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p) cout << *p << endl; }
但是C++11中引入了基于范围的for循环。甜甜的语法糖。
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。
void TestFor() { int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; for(auto& e : array) e *= 2; for(auto e : array) cout << e << " "; return 0; }
注意：与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。
3.2 范围for的使用条件
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最后一个元素的范围；
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。
注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定
void TestFor(int array[]) { for(auto& e : array) cout<< e <<endl; } int main() { int arr[5]={0}; TestFor(arr); return 0; }
4. 指针空值nullptr(C++11)
4.1 C++98中的指针空值
在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值，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进行初始化：
void TestPtr() { int* p1 = NULL; }
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 f(int) { cout<<"f(int)"< } void f(int*) { cout<<"f(int*)"< } int main() { f(0); f(NULL); f((int*)NULL); return 0; }
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，但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量，如果要将其按照指针方式来使用，必须对其进行强转(void*)0。
注意：
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。
在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void)0)所占的字节数相同*。
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。
总结
本文讲述了，内联函数、auto关键字、语法糖for及指针空值nullptr。下篇将讲述类和对象的知识！
respect !
下篇见！
