✨个人主页: 熬夜学编程的小林
💗系列专栏: 【C语言详解】 【数据结构详解】【C++详解】
C++入门
1、内联函数
1.1、概念
1.2、特性
2、auto关键字(C++11)
2.1、类型别名思考
2.2、auto简介
2.3、auto的使用细则
2.3、auto不能推导的场景
3、基于范围的for循环(C++11)
3.1、范围for的语法
3.2、范围for的使用条件
4、指针空值nullptr(C++11)
4.1、C++98中的指针空值
总结
1、内联函数
1.1、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。
查看方式:
1. 在release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
2. 在debug模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开(因为debug模式下,编译器默认不
会对代码进行优化,以下给出vs2013的设置方式)
1.2、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. 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。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。
下图为《C++prime》第五版关于inline的建议:
// 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
【面试题】
宏的优缺点?
优点:
1.增强代码的复用性。
2.提高性能。
缺点:
1.不方便调试宏。(因为预编译阶段进行了替换)
2.导致代码可读性差,可维护性差,容易误用。
3.没有类型安全的检查 。
C++有哪些技术替代宏?
1. 常量定义 换用const enum
2. 短小函数定义 换用内联函数
2、auto关键字(C++11)
2.1、类型别名思考
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:
1. 类型难于拼写
2. 含义不明确导致容易出错
#include <string>
#include <map>
int main()
{
std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange",
"橙子" },
{"pear","梨"} };
std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
//....
}
return 0;
}
std::map<std::string, std::string>::iterator 是一个类型,但是该类型太长了,特别容
易写错。聪明的同学可能已经想到:可以通过typedef给类型取别名,比如:
#include <string>
#include <map>
typedef std::map<std::string, std::string> Map;
int main()
{
Map m{ { "apple", "苹果" },{ "orange", "橙子" }, {"pear","梨"} };
Map::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
//....
}
return 0;
}
使用typedef给类型取别名确实可以简化代码,但是typedef有会遇到新的难题:
typedef char* pstring;
int main()
{
const pstring p1; // 编译成功还是失败?
const pstring* p2; // 编译成功还是失败?
return 0;
}
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。然而有时候要做到这点并非那么容易,因此C++11给auto赋予了新的含义。
2.2、auto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,大家可思考下为什么?
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。
#include<iostream>
using namespace std;
int TestAuto()
{
return 10;
}
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
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。
2.3、auto的使用细则
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&。
#include<iostream>
using namespace std;
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;
*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。
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
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
return 0;
}
2.3、auto不能推导的场景
1. auto不能作为函数的参数
#include<iostream>
using namespace std;
// 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)
{}
int main()
{
return 0;
}
2. auto不能直接用来声明数组
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a[] = { 1,2,3 };
auto b[] = { 4,5,6 };
return 0;
}
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以后会讲到的C++11提供的新式for循环,还有
lambda表达式等进行配合使用。
3、基于范围的for循环(C++11)
3.1、范围for的语法
在C++98中如果要遍历一个数组,可以按照以下方式进行:
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
array[i] *= 2;
for (int i=0; i< sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++i)
cout << array[i] << 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。
#include<iostream>
using namespace std;
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (auto& e : array)
e *= 2;//引用可以直接修改值
for (auto e : array)//此处auto也可以为int类型
cout << e << " ";
}
int main()
{
TestFor();
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。
3.2、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 TestFor(int array[])//虽然使用数组进行传参,但是实质是指针
{
for(auto& e : array)
cout<< e <<endl;
}
2. 迭代的对象要实现++和==的操作。(关于迭代器这个问题,以后会讲,现在提一下,没办法
讲清楚,现在uu了解一下就可以了)
4、指针空值nullptr(C++11)
4.1、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。
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int* p = nullptr;//C++11新引入的空指针关键字
return 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。
总结
本篇博客就结束啦,谢谢大家的观看,如果公主少年们有好的建议可以留言喔,谢谢大家啦!