C++入门篇---(完)内联函数,auto,for,nullptr-阿里云开发者社区

1.内联函数

内联函数其实是在宏的基础上优化而来,有不了解的友友可以看一下这篇<<#define与预处理>>

宏有什么缺点?

不能调试
语法易出错
不能递归

但是宏的替换在一些多频使用,且实现代码量少的情况下,运行的效率是很高的,因为函数的运行是一定要开辟栈帧的,开栈帧就需要时间,如果这个函数很小几行,频繁调用,那么就会这个时间上的消耗是有点大的.有没有比较好的方法,既是函数,又有宏的好处呢?

所以在c++中,出现了内联函数!

1.1概念

内联函数是一种特殊的编程语言结构，它的主要作用是建议编译器对一些特殊函数进行内联扩展，即把指定的函数体插入并取代每一处调用该函数的地方。在C语言中，如果一些函数被频繁调用，就会有函数不断入栈，消耗大量的栈空间，也就是函数栈。为了解决这个问题，特别的引入了inline修饰符，表示为内联函数。

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.(简单理解为加了inline,只是给编译器一个建议,但执不执行就是编译器自己的想法了,因此并不是加了inline就一定会展开)

这里有个很重要的点,我们在写一些代码量比较的项目时,通常都是会函数的声明与定义分离,正常来说这样做是并没有问题的,但是在内联函数中就不行!

声明定义分离后的内联函数编译都过不了!

这里会涉及到编译链接的知识,因为inline被展开，就没有函数地址了，链接就会找不到.

内联函数的实现部分会被编译器插入到每一个调用该函数的地方。因此，一旦将定义和声明分离，链接器在处理时就找不到函数的实际定义地址，从而引发链接错误。

具体点就是:当声明一个内联函数时，编译器会为该函数生成一个符号表项。然后，编译器会在需要调用此函数的地方插入函数的实际代码。如果函数的定义和声明被分离，那么在编译器试图查找符号表项以获取函数实际地址时，可能无法找到正确的地址信息，从而导致链接错误。

所以内联函数不要定义和声明分离!

因为inline是集成了宏好处的,所以通常会有一些面试题:

宏的优缺点？

优点：

增强代码的复用性。
提高性能。

缺点：

不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）
导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。
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.aotu关键字

2.1类型别名

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

以前我们可能会用到typedef来给复杂的类型取别名.

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:

在编程时，常常需要把表达式的值赋值给变量，这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的

类型。然而有时候要做到这点并非那么容易，因此C++11给auto赋予了新的含义.

2.2auto简介

"auto" 关键字是C++11引入的，用于自动推导变量的类型。它可以根据变量的初始值来确定变量的类型，从而简化代码编写和类型声明的过程。

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。

2.3auto使用细节

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&

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。

2.4auto不能推导的场景

函数参数：由于函数参数的类型是在函数调用时确定的，编译器无法在编译时推导出参数的类型。

void foo(auto x); // 错误，auto 不能用于函数参数的类型声明

2.模板参数：模板参数的类型是在实例化时确定的，编译器无法在编译时推导出模板参数的类型。

1. template <typename T>
2. void foo(auto x); // 错误，auto 不能用于模板参数的类型声明

3.类成员变量：类成员变量的类型是在类定义时确定的，编译器无法在编译时推导出类成员变量的类型。

class MyClass {
    auto x; // 错误，auto 不能用于类成员变量的类型声明
};

4.静态变量：静态变量的类型是在编译时确定的，编译器无法在编译时推导出静态变量的类型。

static auto x = 10; // 错误，auto 不能用于静态变量的类型声明

5,auto不能直接用来声明数组

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以后会讲到的C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用.

3.范围for

3.1语法

正常我们如果要遍历一个数组的话,会是下面这样的代码:

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;
}

对于一个有范围的集合而言，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。

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使用条件

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,在函数参数中，使用数组作为参数时，会自动转换为指针类型。因此，int array[] 实际上是 int* array 的语法糖。

void TestFor(int array[])
{
    for(auto& e : array)
    cout<< e <<endl;
}

2. 迭代的对象要实现++和==的操作。 (关于迭代器,我会在以后的文章中,给大家详细讲解)

4.指针空值(nullptr)

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。

指针空值、NULL 和 nullptr 都是用于表示空指针的特殊值。

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:

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

1.指针空值：在 C 语言中，通常使用宏定义 NULL 来表示空指针。NULL 被定义为一个整数常量 0。在 C++ 中，也可以使用 NULL 来表示空指针，但更推荐使用更加类型安全的 nullptr。

int* ptr = NULL; // 使用 NULL 表示空指针

2.nullptr：在 C++11 中引入了 nullptr 关键字，用于表示空指针。nullptr 是一个特殊的空指针常量，具有空指针类型。使用 nullptr 可以避免一些与整数常量 0 相关的问题，提供更好的类型安全性。

int* ptr = nullptr; // 使用 nullptr 表示空指针

nullptr 可以隐式转换为任意指针类型，但不能隐式转换为整数类型。

需要注意的是，nullptr 和 NULL 是不同的。nullptr 是一个空指针常量，而 NULL 是一个整数常量。在 C++11 中，推荐使用 nullptr 来表示空指针，以提供更好的类型安全性。

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，表示指针空值时建议最好使用nullptr

至此c++入门篇就已经算是结束啦,接下就是要去探讨c++中的类和对象,这些才是灵魂的东西,如果您喜欢这篇文章，可以点赞、评论和分享给您的同学，这将对我提供巨大的鼓励和支持。另外，我会在未来的更新中持续探讨与本文相关的内容。我会为您带来更多关于C++的编程技术问题的深入解析、应用案例和趣味玩法等。感兴趣的话给博主点个关注，获取最新的内容消息!

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