C++【缺省参数|函数重载|引用】

1 缺省参数

1.1 全缺省

1.2 半缺省

注意

1.3 应用

2 函数重载

函数重载的概念

1、参数类型不同

2、参数个数不同

3、参数类型顺序不同

3 引用

3.1 引用概念

3.2 引用特性

3.3 常引用

3.4 使用场景

3.5 传值、传引用效率比较

3.6 引用和指针的区别

1 缺省参数

缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个缺省值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参。

void Func(int a = 0)
{
	cout << a << endl;
}
int main()
{
	Func(); 
	// 没有传参时，使用参数的默认值
	Func(10);
	// 传参时，使用指定的实参
	return 0;
}

缺省参数也就是默认参数。就像这样，默认输出a=0

如果有多个参数，可以后面的不赋值，但是不能跳跃的传参。也就是说不能前一个不传而后面的传。

1.1 全缺省

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}

1.2 半缺省

void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
    Func(5, 10, 20); // 5 10 20
    Func(5, 6); // 5 6 20
    Func(5); // 5 10 20
}

注意

半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给
缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，参数要在声明中给。
```
//a.h
void Func(int a = 10);

// a.cpp
void Func(int a = 20)
{

}
```
如果声明与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该用那个缺省值。
缺省值必须是常量或者全局变量
C语言不支持（编译器不支持）

1.3 应用

栈的空间开辟。我们以前实现的时候是把他写死了，在初始化的时候malloc。但是空间不够我们就需要扩容。如果我们已知一个地方要插入100个数据，另一个地方要插入4个数据，而初始化malloc了4个数据的空间，这样我们就只能扩容。那么要如何改进呢？可以用缺省参数。

struct Stack
{
	int* a;
	int size;
	int capacity;
};

void StackInit(struct Stack* ps, int n = 4);
void StackPush(struct Stack* ps, int x);


int main()
{
	struct Stack st1;

	// 1、确定要插入100个数据
	StackInit(&st1, 100);  

	// 2、只插入10个数据
	struct Stack st2;
	StackInit(&st2, 10);   

	// 3、不知道要插入多少个
	struct Stack st3;
	StackInit(&st3);

	return 0;
}

缺省参数非常好用，我们后面还会多次见到。

2 函数重载

函数重载的概念

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。

1、参数类型不同

编译器会自动匹配我们用的是哪个函数。同一作用域，可以同名，但要满足重载规则。不同作用域，可以同名。

// 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;
}

int main()
{
	Add(10, 20);
	Add(10.1, 20.2);

	return 0;
}

2、参数个数不同

// 2、参数个数不同
void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}

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

3、参数类型顺序不同

// 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()
{
	f(10, 'a');
	f('a', 10);
	return 0;
}

如下：swap函数是否构成重载关系？

namespace bit1
{
	void Swap(int* pa, int* pb)
	{
		cout << "交换" << end1;
	}
}

namespace bit2
{
	void Swap(int* px, int* py)
	{
		cout << "交换" << end1;
	}
}

using namespace bit1; 
using namespace bit2;

答案是不构成。因为这里只是展开了两个命名空间，并不能说他们就在同一个作用域内。

返回值不同，不构成重载！

3 引用

3.1 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。

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

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

改变ra的值，a的值也会改变。ra是a的别名。

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

以前我们写swap函数的时候，需要再调用的时候传入地址，这里我们学习了引用，就可以用这种方法：传入别名。

void Swap(int& left, int& right)
{
   int temp = left;
   left = right;
   right = temp;
}

3.2 引用特性

1. 引用在定义时必须初始化

不能一上来就定义一个别名，int &ra; 必须先定义a

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
int x = 0;
int& y = x;
int z = 0;
y = z;
请问以上代码中，y=z这一步操作是y变成z的别名，还是z赋值给y？

是z赋值给y。

3.3 常引用

1.权限的平移
int x = 0;
int& y = x;
2. 权限的放大Ⅰ
const int x = 0;
int& y = x;
这样写就会扩大权限，x只是可读，而y可读可写。这样写不行。

所以要写成： const int& y = x

权限的放大Ⅱ
const int m = 0;
const int* p1 = &m;
int* p2 = p1;
m只读，const修饰的是*p1，所以p1可以修改，而*p1不可以修改。这个时候把p1的地址拷贝给p2，*p2就可以修改了，权限放大了！
只需要改为const int* p2 = p1；即可。

注意：如果后面加一个int p = x; 这样写是可以的，因为这只是把x拷贝给p，不存在权限放大问题。

3.权限的缩小Ⅰ
int x = 0;
const int& y = x;
x可读可写，y只读，这样写可以。

权限的缩小Ⅱ
int* p3 = &x;
const int* p4 = p3;
起了别名以后，在别名身上修改，它本身也会跟着改变。因为地址都一样
权限只能缩小，不能放大！

这样可以吗?

double d = 12.34;
//类型转换
int i = d;
int& r = d;

不可以，int& r = d; 这里相当于创建了一个临时变量，而临时变量具有常性，如果只int&，就会放大权限，所以必须在前面加一个const。

那么哪些地方还会产生临时变量呢？

int x = 0,y = 1;
int& r2 = x + y;

这里也会产生临时变量，具有常性，所以一定要在前面加const。

3.4 使用场景

1、做参数

void Swap(int& left, int& right)
{
   int temp = left;
   left = right;
   right = temp;
}

2、做返回值

int& Count()
{
   static int n = 0;
   n++;
   // ...
   return n;
}

下面的代码输出什么？

int& Add(int a, int b)
{
    int c = a + b;
    return c;
}
int main()
{
    int& ret = Add(1, 2);
    Add(3, 4);
    cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;
    return 0;
}

注意： 如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在 ( 还没还给系统 ) ，则可以使用

引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。

3.5 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。

#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };
void TestFunc1(A a){}
void TestFunc2(A& a){}
void TestRefAndValue()
{
 A a;
 // 以值作为函数参数
 size_t begin1 = clock();
 for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
 TestFunc1(a);
 size_t end1 = clock();
 // 以引用作为函数参数
 size_t begin2 = clock();
 for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
 TestFunc2(a);
 size_t end2 = clock();
// 分别计算两个函数运行结束后的时间
 cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
 cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}

传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大。

3.6 引用和指针的区别

在语法概念上

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。
指针会创建一个空间，用来存实体的地址。

在底层实现上

实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的。

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

int* ptr = NULL;
int& r = *ptr;

这个难道不是引用ptr解引用吗？ptr是空啊，为什么不报错？

原因是这个时候本质上并没有解引用，只有在cout<<r<<endl;的时候，才会解引用。

int a = 0;
int& b = a;
cout << sizeof(b) << endl; // 4
cout << sizeof(int&) << endl; // 4

需要注意的是，引用不能代替指针，在链表中，引用不能改变指向，所以不能替代。