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📚系列专栏:C++
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目录
一、内联函数
📒1.1内联函数的概念
📒1.2内联函数的特征
二、auto关键字
📒2.1auto简介
📒2.2auto使用规则
📒2.3auto无法使用的场景
三、基于范围的for循环
📒3.1范围for的语法
📒3.2范围for的使用条件
四、指针空值nullptr
一、内联函数
普通的函数在调用的时候会开辟函数栈帧,会产生一定量的消耗,在C语言中可以用宏函数来解决这个问题,但是宏存在以下缺陷:复杂、容易出错、可读性差、不能调试。为此,C++中引入了内联函数这种方法。
📒1.1内联函数的概念
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。
int Add(int x, int y)
{
return x + y ;
}
int main()
{
int ret = 0;
ret = Add(3, 5);
cout << ret << endl;
return 0;
}
🎀内联函数
inline int Add(int x, int y)
{
return x + y ;
}
内联函数在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。
注意:在默认的Debug模式下,内联函数是不会展开的。
查看方式:
- 在release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add。
- 在debug模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开,需要进行设置,设置过程如下:
📒1.2内联函数的特征
- 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。
- 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。
二、auto关键字
随着程序越来越复杂,程序中用到的类型也越来越复杂,例如:
#include <vector>
#include <string>
int mian()
{
vetcor<string> v;
vetcor<string>::iterator it = v.begin();
return 0;
}
vetcor<string>::iterator是一个类型,但是该类型太长了,特别容易写错。在C语言中,我们可以通过 typedef 给类型取别名,比如:
typedef vetcor<string>::iterator Map;
使用 typedef 给类型取别名确实可以简化代码,但使用 typedef 又会遇到新的问题。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。但这点有时很难做到,因此C++11给auto赋予了新的含义。
auto it = v.degin();
📒2.1auto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, 但在C++11中: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。简单来说,auto会根据表达式自动推导类型。
int main()
{
int a = 0;
auto b = a;
auto& c = a;
auto* d = &a;
//typeid可用来查看变量类型
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。
int main()
{
auto a; //要初始化
return 0;
}
📒2.2auto使用规则
🎀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,
int main() { int x = 10; auto a = &x; auto* b = &x; cout << typeid(a).name() << endl; cout << typeid(b).name() << endl; return 0; }
- 用auto声明引用类型时,则必须加&
int main() { int x = 10; auto& a = x; cout << typeid(a).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的时候,这些变量必须是相同的类型,否则编译器会报错,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 a = 10, b = 30;
auto c = 15, d = 1.5;//该行编译失败,c和d的初始化类型不同
}
📒2.3auto无法使用的场景
🎀auto不能作为函数的参数
//错误,编译器无法对x的实际类型进行推导
void Text(auto x)
{}
int main()
{
int a=5;
Test(a);
return 0;
}
🎀auto不能作返回值
auto Test(int x)
{}
🎀auto不能直接用来声明数组
void Text()
{
auto arr[] = { 1, 2, 3 };//错误写法
int arr[] = {1, 2, 3}//这才是正确写法
}
三、基于范围的for循环
📒3.1范围for的语法
我们在以前使用 for 遍历一个数组,会用下面这种方法:
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (int i = 0; i < size; ++i)
{
cout << arr[i] << " ";
}
cout << 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。
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (auto e : arr)
{
cout << e << " ";
}
return 0;
}
依次取数组arr中的每个数赋值给e,e也就是数组中每个数的拷贝,所以e的改变不会影响数组中数的改变,想要改变数组的值,要使用引用。
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (auto e : arr)
{
e++;
cout << e << " ";
}
cout << endl;
for (auto e : arr)
{
cout << e << " ";
}
return 0;
}
📒3.2范围for的使用条件
- for循环迭代的范围必须是确定的
- 迭代的对象要实现++和==的操作
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 Text(int arr[])//arr本质上只是一个地址,没有范围 { for (auto a : arr) { cout << a << endl; } }
数组不能传参,数组传参传递的是数组首元素的地址
四、指针空值nullptr
在C/C++编程习惯中,我们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,我们都会把它置为空指针。
void Test()
{
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
下面这段代码的结果是什么呢?
void f(int)
{
cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int*)
{
cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{
f(0);
f(NULL);
f(nullptr);
return 0;
}
程序本意是想通过 f(NULL) 调用 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。
注意:
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,在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr。
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