6. 引用
6.1 概念
引用不是新定义一个变量,而是给已经存在的变量取个别名,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;
void qk() { int a = 10; int& b = a; printf("%p\n", &a); printf("%p", &b); }
注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
6.2 引用特性
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.引用一旦引用了一个实体就不能引用其他实体
/1.引用时必须初始化 int a = 10; //int& b; 未初始化错误 int& b = a; //2.一个变量可以有多个引用 int a = 10; int& b = a; int& c = a; int& d = b; //3.一旦引用一个实体就不能引用其他实体 int a = 10; int& b = a; int c = 20; b = c;//赋值,而不是引用
6.3 常引用
常引用有以下几种情况:
- 隐式类型转换，需要在类型前加const，且这时引用的不是变量本身，而是隐式类型转换时的临时空间。
double a = 10.7; const int& b = a;
- 权限放大——不行
1. const int a=10; 2. int& b=a;
- 权限缩小——可以
1. int a=10; 2. const int& b=a;
- 权限不变——可以
1. const int a=10; 2. const int& b=a;
总结:const type& 可以接收各种类型的对象
6.4 使用场景
1. 做参数 ——提高效率，形参的改变可以影响实参
// 1、引用做参数 // _Z4swappipi void swap1(int* p1, int* p2) // 传地址 { int tmp = *p1; *p1 = *p2; *p2 = tmp; } // _Z4swapriri void swap2(int& r1, int& r2) // 传引用 { int tmp = r1; r1 = r2; r2 = tmp; } // _Z4swapii //void swap(int r1, int r2) // 传值 //{ // int tmp = r1; // r1 = r2; // r2 = tmp; //}
2.做返回值——提高效率，修改返回变量;
当前代码出现的问题:
1.存在非法访问,因为Add(1,2)的返回值是c的引用,所以Add栈帧销毁了以后，回去访问c的空间。
2.如果Add栈帧销毁后，清理空间,那么取c值的时候取到的就是随机值,给ret就是随机值。
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。
6.5 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,和其引用实体共用一块空间
在底层实现上实际是有空间的,因为引用是按指针方式来实现的.
int main() { int a = 10; int& ra = a; ra = 20; int* pa = &a; *pa = 20; return 0; }
我们来看一下引用和指针的对比:
引用和指针的不同点:
- 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)
- 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，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理
- 引用比指针使用起来相对更安全
7. 内联函数
7.1 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。
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。不会有函数压栈的开销。
7.2 特性
- lnline是一种以空间换时间的做法，省去调用函数的额外开销。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。
- 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。
// F.h #include <iostream> using namespace std; inline void f(int i); // F.cpp #include "F.h" void f(int i) { cout << i << endl; } // main.cpp #include "F.h" int main() { f(10); return 0; } // 链接错误：main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl f(int)" (? f@@YAXH@Z)，该符号在函数 _main 中被引用
8. auto关键字(C++11)
8.1 简介
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，但遗憾的是一直没有人去使用它。
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自动识别a的类型 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。
8.2 auto的使用规则
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 main() { int x = 10; auto a = &x; //int* auto* b = &x;//int* auto& c = x;//int cout << typeid(a).name() << endl; cout << typeid(b).name() << endl; cout << typeid(c).name() << endl; *a = 20; *b = 30; c = 40; return 0; }
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。
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 }
8.3 auto不能推导的场景
1. auto不能作为函数的参数。因为只有在函数调用的时候才会给函数参数传递实参，auto要求必须要给修饰的变量赋值，因此二者矛盾。
// 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 void TestAuto(auto a) {}
2. auto不能直接用来声明数组
void TestAuto() { int a[] = {1,2,3}; auto b[] = {4，5，6}; }
3.无法使用auto推导出模板参数。
template <typename T> struct Test { }; int func() { Test<double> t; Test<auto> t1 = t;//error,无法推导模板类型 return 0; }
4..不能用于类的非静态成员变量的初始化。
class Test { auto a = 0;//error static auto b = 2;//error,类的静态非常量成员不允许在类内部直接初始化 static const auto c = 10;//ok };
9. 基于范围的for循环(C++11)
9.1 范围for的语法
在c++中要遍历一个数组,可以按照以下方式:
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; //C/C++ 遍历数组 for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(int); ++i) { cout << array[i] << endl; }
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。
int a[] = { 1,2,3,4,5 }; for (auto& e : a) { e++;//每个数加1 } for (auto e: a) { cout << e << " " << endl;//{2,3,4,5,6} } 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。
9.2 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 qk(int array[]) { for(auto& e : array) cout<< e <<endl; }
10. 指针nullptr(C++11)
10.1 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; 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 f(int) { cout<<"f(int)"<<endl; } void f(int*) { cout<<"f(int*)"<<endl; } 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。
对于C++98中的问题，C++11引入了关键字nullptr.
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,都为4。
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。
以上是c++入门的基础知识点，有不足的地方或者对代码有更好的见解，欢迎评论区留言共同商讨，共同进步！！
