【C++入门】—— C++入门 (下)_内联函数

简介: 【C++入门】—— C++入门 (下)_内联函数

前言:在了解完前面的C++基础内容后,马上我们就要真正不如C++的学习了,但在之前让我们最后了解最后一点点C++入门知识!来迟的520特别篇!



本篇主要内容:

内联函数

auto关键字

范围for

指针空值nullptr


1. 内联函数

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。

在使用内联函数时,并没有进行call


1.2 内联函数特性

1. 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

2. 编译器并不会执行所有的内联函数,不同编译器关于inline实现机制可能不同,若一个函数代码很长且频繁调用,如果编译器将这个内联函数展开则会适得其反

《C++prime》第五版关于inline的建议:

3. 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

// func.h
#include <iostream>
using namespace std;

inline void f(int i);

// func.cpp
#include "func.h"

void f(int i)
{
  cout << i << endl;
}

// test.cpp
#include "func.h"

int main()
{
  f(10);
  return 0;
}

内联函数可以在一些特定的场合中替换宏


2. auto关键字

随着以后C++学习的不断深入,程序中用到的类型也越来越复杂,类型难于拼写或者含义不明确导致容易出错

std::vector<std::string>::iterator it

像这样的类型名过长的在后面会频繁出现,而typedef并不能简化所有类型,所以就让auto有了新的含义

2.1 auto简介

C++11中,标准委员会赋予了auto全新: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。

// 用于查询变量的类型名
typeid(变量名).name
int test()
{
  return 10;
}
int main()
{
  int a = 10;
  auto b = a;
  auto c = 'a';
  auto d = test();
  cout << typeid(b).name() << endl;
  cout << typeid(c).name() << endl;
  cout << typeid(d).name() << endl;
  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。


2.2 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;
  auto& c = x;
  
  cout << typeid(a).name() << endl;
  cout << typeid(b).name() << endl;
  cout << typeid(c).name() << endl;
  
  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

int main()
{
  auto q = 1, w = 2.1;
  auto e = 3, r = 4.2;
  // 编译会报错
}

变量类型不同无法推导出来的类型定义其他变量!


2.3 auto不能推导的场景

auto不能作为函数的参数:

在上面我们讲到了auto是对类型的推导,而作为函数参数时auto无法对形参的实际类型进行推导

void test(auto a)
{
  ......
}

auto不能直接用来声明数组:

void TestAuto()
{
  int a[] = {1,2,3};
  auto b[] = {4,5,6};
  
}

按道理来说,数组内部同类型,auto会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,但是这行不通!

3. 范围for

在以前C语言如果我们想要变量一个数组,那么我们就要用常规的循环语句,但是在C++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

注意:for循环迭代的范围必须是确定的

int a[] = {1,2,3,4,5,6};

for(auto e : a)
{
  cout << e <<" ";
}

范围for可以修改数组中的值,但必须要变为引用

int main()
{
  int a[] = { 1,2,3,4,5 };
  // for (auto e : a)
  //不加引用将不会修改数组内容!
  for (auto& e : a)
  {
    e *= 2;
    cout << e << " ";
  }
  return 0;
}



4. 指针空值nullptr

void f(int)
{
  cout << "void f(int)" << endl;
}

void f(int*)
{
  cout << "void f(int*)" << endl;
}

int main()
{
  f(0);
  f(NULL);
  return 0;
}

正常情况,我们看过去可以会觉得0->int,NULL - > int *,但是事实情况却不是这样!

实际上,NULL实际是一个宏!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

#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif

因此我们如果不强转的话并不能用NULL来将其按照指针方式来使用,所以C++引入了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。
  • 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。

5. 总结

本节我们正式结束了C++入门的全部知识,我们马上将正式进入C++系统化的学习,学到这里我们也没有正在的触摸到C++,让我们期待一下C++初阶的第一课!

谢谢大家支持本篇到这里就结束了,同时祝福大家520生活愉快

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