前言

一、inline

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：

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(因为debug模式下，编译器默认不会对代码进行优化，以下给出vs2022的设置方式)

特性

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。下图为《C++prime》第五版关于inline的建议：

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。

// 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

分析：由于函数f(int) 被声明为 inline类型，在编译阶段会对它进行展开，而且不会被加入符号表，但是由于文件main.cpp
包含的 F.h头文件中只有声明没有定义，因此展开的只有声明，所以在链接时会出错。解决方法：内联函数，声明和定义都写到 .h文件中。

使用inline的原由

使用inline是为了替代C语言中的宏函数。
宏的优点：

短小代码直接替换，不需要进行函数调用，速度更快；（提高性能）
没有类型限制；（提高代码复用性）

宏的缺点：

无法进行调试；
没有类型安全的检查；
会大大增加源代码长度。
导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。

宏定义的内容会在预处理阶段进行替换，因此在调试时是找不到的。
因此我们在日常练习的时候可以减少对宏的使用
当然，宏也有其不可替代的功能：传递变量类型
eg：计算结构体成员偏移量的宏：offsetof
#define MY_offsetof(s, m) (size_t)&(((s*)0)->m)

#define MY_offsetof(s, m) (size_t)&(((s*)0)->m) 

class Person
{
public:
	char name[22];
	int age;
};

void Test03()
{
	cout << offsetof(Person, Person::age) << endl;
	cout <<MY_offsetof(Person, Person::age) << endl;
}

结果：

二、auto（c++11）

引入

随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，主要表现在两个方面：

类型难以拼写；
含义不明确导致出错。

示例（这里以实际开发情况为例）：

#include<map>
#include<string>


void Test01()
{
	std::map<std::string, std::string> m = { {"宁姚", "剑气长城"} , {"裴钱","莲藕福地"} };
	std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
	while (it != m.end())
	{
		std::cout << it->first << ' ' << it->second << std::endl;
		++it;
	}
}

std::map<std::string, std::string>::iterator这一长串字符就是 it 的类型名，可见是比较复杂的，这里我们有一种比较简单的方法是使用 typedef

typedef std::map<std::string, std::string>::iterator MAP;
不过这样仍然需要再写一遍类型名，还是会有出错的情况；而且，typedef在设计时是有些“小问题的”，使用起来会让人难以理解，比如：

void Test02()
{
	typedef int* T;
	const T val1;
}
// 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

使用

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。

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;
}

auto类型的变量必须初始化，因为编译器在编译阶段需要通过初始化数据来推导变量的类型；
因此auto并不是类型，而是类型占位符，在编译阶段会被替换为变量的实际类型。

注意事项

auto与指针和引用联用；

void TestAuto()
{
	auto val = 10;
	auto p1 = &val;  //  设置指针时加不加 *号都一样，加上后可以当做提醒
	auto* p2 = &val;
	auto& b = val;  // 设置引用时必须写明 &符号
	cout << typeid(val).name() << endl;
	cout << typeid(p1).name() << endl;
	cout << typeid(p2).name() << endl;
	cout << typeid(b).name() << endl;
}

使用auto在同一行声明多个变量时，每个变量必须是同一类型；
因为编译器实际上只对第一个变量进行推导，然后用推导出来的类型初始化其余变量。

void TestAuto()
{
    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
}

auto不能作为函数的参数；

// 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)
{}

auto不能声明数组；

void TestAuto()
{
    int a[] = {1,2,3};
    auto b[] = {4，5，6};
}

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；
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。

三、范围for循环（c++11）

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* p = array; p < array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p)
     cout << *p << 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。

void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : array)  // 朋友们可以思考为何此处需要加 引用
     e *= 2;
for(auto e : array)
     cout << e << " ";
return 0;
}

注意：与不同for循环类似，可以使用continue结束本次循环，也可以使用break跳出整个循环。

使用条件

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[])  // 数组名作为参数传递时只传首地址。
{
    for(auto& e : array) 
        cout<< e <<endl;
}

迭代的对象要实现++和==的操作。

四、指针空值nullptr（c++11）

引入

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实际上是一个宏，在头文件<stddef.h>中有如此定义：

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。

注意事项

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。
在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
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。

void f(int)
{
	cout << "f(int)" << endl;
}

void f(int*)
{
	cout << "f(int*)" << endl;
}

void Test04()
{
	f(NULL);
	f(nullptr);
	cout << "sizeof(int) = " << sizeof(int) << endl;
	cout << "sizeof(NULL) = " << sizeof(NULL) << endl;
	cout << "sizeof(void*) = " << sizeof(void*) << endl;
	cout << "sizeof(nullptr) = " << sizeof(nullptr) << endl;
}