【C++成长记】C++入门 |函数重载、引用、内联函数

简介: 【C++成长记】C++入门 |函数重载、引用、内联函数

一、函数重载

1、函数重载概念

函数重载:是函数的一种特殊情况,C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数,这些同名函数的形参列表(参数个数 或 类型 或 类型顺序)不同,常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题

#include<iostream>
using namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
 cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
 return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
 cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
 return left + right;
}
// 2、参数个数不同
void f()
{
 cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
 cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
 cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
 cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{
 Add(10, 20);
 Add(10.1, 20.2);
 f();
 f(10);
 f(10, 'a');
 f('a', 10);
 return 0;
}

二、引用

1、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。

比如: 倔强的大蜗牛,在家称为 "蜗蜗",江湖上人称 "蜗头"。  

这就是我啦

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体;(引用类型必须和引用实体同种类型的)

void Dawoniu()
{
    int x = 10;
    int& y = x;//<====定义引用类型
    printf("%p\n", &x);
    printf("%p\n", &y);
}

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. 引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体

void Dawoniu()
{
   int a = 10;
   // int& wo;   // 该条语句编译时会出错
   int& wo = a;
   int& wwo = a;
   printf("%p %p %p\n", &a, &wo, &wwo);  
}

3、常引用

void Dawoniu()
{
    const int a = 10;
    //int& wo = a;   // 该语句编译时会出错,a为常量
    const int& wo = a;
    // int& b = 10; // 该语句编译时会出错,b为常量
    const int& b = 10;
    double d = 13.14;
    //int& rd = d; // 该语句编译时会出错,类型不同
    const int& rd = d;
}


4、使用场景

//做参数
void Swap(int& left, int& right)
{
   int temp = left;
   left = right;
   right = temp;
}
 
 
//做返回值
int& Count()
{
   static int n = 0;
   n++;
   // ...
   return n;
}

5、传值、传引用效率比较

以值作为参数或者返回值类型,在传参和返回期间,函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回,而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝,因此用值作为参数或者返回值类型,效率是非常低下的,尤其是当参数或者返回值类型非常大时,效率就更低。

值和引用的作为返回值类型的性能比较:

#include<iostream>
using std::cout;
using std::endl;
#include <time.h>
struct A { int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc2() { return a; }
void TestReturnByRefOrValue()
{
  // 以值作为函数的返回值类型
  size_t begin1 = clock();
  for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
    TestFunc1();
  size_t end1 = clock();
  // 以引用作为函数的返回值类型
  size_t begin2 = clock();
  for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
    TestFunc2();
  size_t end2 = clock();
  // 计算两个函数运算完成之后的时间
  cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
  cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
  TestReturnByRefOrValue();
  return 0;
}

6、引用和指针的区别

语法概念上引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间。

int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
cout<<"&a = "<<&a<<endl;
cout<<"&ra = "<<&ra<<endl;
return 0;
}

底层实现上实际是有空间的,因为引用是按照指针方式来实现的。

int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20;
int* pa = &a;
*pa = 20;
return 0;
}

引用和指针的不同点:

  • 引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址。
  • 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

三、内联函数

1、概念

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。

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)、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。
  • 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

❤️结语:

本次精彩内容已圆满结束!希望各位读者在阅读过程中能够收获满满。在此,特别感谢各位读者的支持与三连赞。如果文章中存在任何问题或不足之处,欢迎在评论区留言,蜗牛必定会认真对待并加以改进,以便为大家呈现更优质的文章。你们的支持与鼓励,将是博主不断前进的最大动力。再次感谢大家的陪伴与支持!

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