[C++]内联函数和nullptr

news2024/12/26 23:33:34

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🐼inline

🐼nullptr

🐼inline

🌟在C语言阶段，我们学习了宏，并学习了宏函数的用法。比如写一个加法的宏函数:#define Add(x,y) ((x)+(y))由于C语言宏函数的容易出错，不一小心就会使逻辑错误，比如:为什么不能加分号?为什么要加外层括号？为什么要加内层括号？而且宏函数还不能调试(都是在编译期间已经完成替换)。如果在这里发生逻辑错误，我们很难发现。所以C++设计了inline目的就是替代C的宏函数。
所以在C++中，引入了内联函数(inline)。用inline修饰的函数叫做内联函数，在编译区间，编译器会将内联函数展开，这样就不需要建立函数栈帧，提高了效率。
需要注意vs编译器debug版本下面默认是不展开inline的，目的是方便调试，debug版本想展开需要设置⼀下以下两个地方。

第一步:

第二步:

我们可以从汇编层看内联函数是否展开

对于这段内联函数:
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <malloc.h>
#include<iostream>
using namespace std;
inline int Add(int x, int y)
{
	int ret = x + y;
	ret += 1;
	
	return ret;
}
#include"F.h"
int main()
{
	// 可以通过汇编观察程序是否展开 
	// 有call Add语句就是没有展开，没有就是展开了 
	int ret = Add(1, 2);


	cout << Add(1, 2) * 5 << endl;
	return 0;
}
没设置之前:

我们发现，内联函数发生了调用，没有展开，说明vs默认是不展开的。

通过刚刚两步设置修改后:

✨经过修改，我们发现，在vs中，编译器默认不展开inline函数，而我们修改后，inline函数在编译期间直接展开。

🌟inline对于编译器而言只是⼀个建议，也就是说，你加了inline编译器也可以选择在调用的地方不展开，不同编译器关于inline什么情况展开各不相同，因为C++标准没有规定这个。inline适用于频繁调用的短小函数，对于递归函数，代码相对多⼀些的函数，加上inline也会被编译器忽略。具体最后inline函数是否展开取决于编译器。
inline不建议声明和定义分离到两个文件，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址，链接时会出现报错。对于编译器而言，编译器回去找函数的地址，但是内联函数如果展开，在链接期间：在符号表中是默认不存在的，所以编译器找不到内联函数的首地址，发生了链接错误。

如：
//test.cpp

#include"F.h"

int main()
{
	// 可以通过汇编观察程序是否展开 
	// 有call Add语句就是没有展开，没有就是展开了 
	int ret = Add(1, 2);


	cout << Add(1, 2) * 5 << endl;
	f(1);//call(0x)
	//f();
	return 0;
}

#pragma once
// F.h
#include <iostream>
using namespace std;
inline void f(int i);

//F.cpp
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
// F.cpp
#include "F.h"
inline void f(int i)
{
	cout << i << endl;
}
会发生链接错误，编译器报错: "void __cdecl f(int)" (?f@@YAXH@Z)，函数 main 中引用了该符号.这正是因为内联函数的声明和定义分开，导致的。

🐼nullptr

🌟在C语言中，NULL本质上是宏。

但是C++中NULL可能被定义为字面常量0，或者C中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，本想通过f(NULL)调用指针版本的 f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，调用了f(intx)，因此与程序的初衷相悖。f((void*)NULL); 调用会报错。

如:
#include<iostream>
using namespace std;
void f(int x)
{
	cout << "f(int x)" << endl;
}
void f(int* ptr)
{
	cout << "f(int* ptr)" << endl;
}
int main()
{
	f(0);
	// 本想通过f(NULL)调⽤指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，调⽤了f(int x)，因此与程序的初衷相悖。
	f(NULL);
	f((int*)NULL);
	// 编译报错：error C2665: “f”: 2 个重载中没有⼀个可以转换所有参数类型 
	// f((void*)NULL);

	f(nullptr);
	return 0;
}
运行结果:

f(int x)
f(int x)
f(int* ptr)
f(int* ptr)

C++11中引入nullptr，nullptr是⼀个特殊的关键字，nullptr是⼀种特殊类型的字面量，它可以转换成任意其他类型的指针类型。使用nullptr定义空指针可以避免类型转换的问题，因为nullptr只能被隐式地转换为指针类型，而不能被转换为整数类型。