【C++入门（4）】引用、内联函数、auto

news2024/10/5 14:01:03

一、引用与类型转换

我们看下面这个例子。

用 int & 给 double 类型的变量起别名，编译器报错：

int main()
{
	double b = 3.14;
	int a = b;
	int& x = b;
	return 0;
}

用 const int & 给 double 类型的变量起别名，成功：

int main()
{
	double b = 3.14;
	int a = b;
	const int& x = b;
	return 0;
}

我们知道用 double 类型的变量给 int 类型的变量赋值是肯定没问题的，那么到引用时怎么会出现这种情况呢？

这是因为这些操作都属于类型转换，而在类型转换时，不论是这样的隐式类型转换，还是强制类型转换，都不是简单的直接将右值赋给左值，而是先创建了一个临时变量来接收右值，再通过这个临时变量，把值赋给左值。

这个临时变量是一个常值，可以说是被 const 修饰的。当这个类型转换的语句执行时，编译器先创建了一个这样的常量，里面存放变量b的整数部分的值，再将这个常值赋给变量a。

当我们使用引用时，我们知道，别名本身并不会新开辟一块内存空间，而是和被引用变量共用同一块空间，本质上仍是被引用变量，所以别名的类型名中，去除掉 & 后剩下的的部分，要和被引用变量保持严格一致。因此在上面的例子中，起别名的时候，它的类型名也应该带上 const 才可以。

二、内联函数

每次调用函数的时候，编译器都会在内存上建立一个函数栈帧。如果某个函数使用频繁，调用次数非常多，那么在程序运行的时候，建立和销毁栈帧的开销就会很大，影响程序运行速度。

所以C++中给出了一个优化方案，就是可以使用内联函数，来使函数不是再通过建立栈帧的方式运行，而是像宏一样，在函数被调用的地方展开。

inline void Swap(int* pa, int* pb)
{
	int tmp = *pa;
	*pa = *pb;
	*pb = tmp;
}

inline 是声明内联函数的关键字，表示这个函数是一个内联函数。

Debug 版本下，为了方便程序员进行调试，内联函数是不展开的，而是像普通函数一样去建立栈帧。

inline 对于编译器而言，只是一个建议，并不是说用了inline，函数就一定会展开。一般来说，只有当这个函数的内容才会展开，而当函数内容过长时候，还是会像普通函数一样，通过建立栈帧的方式被调用。一个内联函数具体是会展开还是会建立栈帧，是取决于所使用的编译器的。

内联函数还不可以声明和定义分离：

//F.cpp
#include <iostream>
#include "F.h"
inline void f()
{
	std::cout << 100000 << std::endl;
}
//

//F.h
inline void f();
//

//test.cpp
#include "F.h"
int main()
{
	f();
	return 0;
}
//

如果内联函数的声明和定义分别在不同的文件里，编译器就会报错。这是因为内联函数的调用逻辑是展开而非建立栈帧，所以内联函数可以认为是没有地址的。而在这个例子中，main函数在调用这个内联函数时，使用的是寻找函数地址的方法，于是导致了链接错误。

三、关键字auto（自动推导）

1、auto概念

C语言中我们声明一个变量的时候，需要使用具体的类型：

int a;
char b;
double c;

在C++中，我们可以使用 auto 来省略掉前面具体类型的声明，而是用初始化值来让编译器自动推导出这个变量的类型：

auto a = 10;

2.auto的一些小用法

	auto a = 10;        //（1）
	auto pa = &a;
	auto* pb = &a;      //（2）
	auto& c = a;        //（3）

（1）中auto可以接收一个值，也可以接收指针；

（2）中auto*只可以接收指针；

（3）中auto&是用于取别名。

3.范围for

auto还可以用于自动遍历数组：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7 };
	
	for (auto i : arr)
	{
		cout << i << ' ';
	}
	cout << endl;
	return 0;
}