二、内联函数
2.1 什么是内联函数?
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,没有函数调用建立栈帧的开销,内联函数能够提升程序运行的效率。
不使用内联函数:
使用内联函数:
2.2 内联函数的特性
- 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,代码膨胀。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、频繁调用的函数采用inline修饰,否则编译器会忽略inline特性。即一个函数是否为内联函数最终取决于编译器。
- 建议 inline 的声明和定义不分离,分离会导致链接错误。因为inline在编译时是被展开的,没有函数地址进符号表,链接就会找不到。
2.3 内联函数和宏对比
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++有哪些技术可以替代宏?
- 常量定义 换用const enum
- 短小函数定义 换用内联函数
三、auto关键字
3.1 auto关键字的介绍
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
例如:
int main() { map<string, string> dict; //当我们需要使用迭代器时 //std::map<std::string, std::string>::iterator迭代器是一个类型, //这未免也太长了,所以在写的时候不仅难写,还容易出错 std::map<std::string, std::string>::iterator it = dict.begin(); return 0; }
由于在写程序的时候有些类型实在是太长了,所以在C++中给auto赋予了新的含义。
其实在早期就存在auto这个关键字,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。在C++11中,标准委员会赋予了auto全新的含义: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。
需要注意的是: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关键字并非是一种“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。
3.2 auto关键字的使用细则
一、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 a = 10; //这里的auto会被推导为int* auto pa1 = &a; //这里的auto会被推导为int auto* pa2 = &a; //auto推导引用必须带上& auto& b = a; return 0; }
二、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。
三、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跟C++11提供的新式for循环,还有lambda表达式等进行配合使用。
四、 基于范围的for循环(C++11引入)
4.1 范围for的用法
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明显是多余的,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。
int main() { int a[] = { 1,2,3,4,5 }; //C++98遍历数组的方式 int sz = sizeof(a) / sizeof(a[0]); for (size_t i = 0; i < sz; i++) { cout << a[i] << " "; } cout << endl; //C++11遍历数组的方式 //显然,这种新型的范围for循环 //使用起来会更加的方便auto在 //这里使用就非常的吃香了,因为 //由auto你根本就不需要知道数组 //里面放的元素是什么类型,自动 //推导就好了 //建议auto带上&,当数组是大对象 //的时候可以减少拷贝,提高效率 for (auto& e : a) { cout << e << " "; } cout << endl; return 0; }
需要注意的是: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。
4.2 范围for的使用条件
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的迭代器,begin和end迭代器就是for循环迭代的范围。
void Print(int a[]) { //编译报错,因为a的范围不明确 for (auto& e : a) { cout << e << " " << endl; } cout << endl; } int main() { int a[] = { 1,2,3,4,5 }; Print(a); return 0; }
2、 迭代的对象要实现++和==的操作。
五、指针空值(nullptr)
C++98下的指针空值:
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:
int main() { int a = 10; int* p1 = NULL; int* p2 = 0; return 0; }
NULL实际上是一个宏,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。但无论采取何种定义,在使用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些问题,比如:
void func(int x) { cout << x << endl; } void func(int* px) { cout << *px << endl; } int main() { int a = 10; int* p1 = NULL; int* p2 = 0; func(NULL); return 0; }
以上程序的本意是用NULL调用func(int* px)函数的,但是由于NULL是一个被定义成整数0的宏,所以这里func(NULL)在编译的时候变成了func(0),因此与程序的初衷相悖。证明如下:
可以看出,确实进入了func(int x)的函数里面。
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0,如果要将其按照指针方式来使用,必须对其进行强转(void *)0。
因此在C++11中引入了新的表示指针空值的关键字nullptr。
关键字nullptr也是一个宏,是(void*)0。证明如下:
可以看到,当传nullptr作为参数的时候进入了函数func(int* px),证明nullptr是一个指针类型,空指针的值为0是固定的,所以nullptr就是 (void*)0 。
nullptr有几点需要注意的地方:
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C++中表示指针空值时建议最好使用nullptr。