4缺省参数

4.1缺省参数的概念

4.2缺省参数分类

4.3缺省参数的应用

5.函数重载

5.1函数重载概念

5.2c++支持函数重载的原理-名字修饰（name Mangling）

6.引用

6.1引用概念

6.2引用特性

6.3常引用

6.4使用场景

6.4.1做参数

6.4.2做返回值

6.4.3权限

6.5引用和指针的区别

7内联函数

7.1概念

7.2特性

7.3宏定义和内联函数联系

8 auto关键字（c++11）

8.1类型别名思考

8.2 auto简介

8.3 auto的使用细则

9.基于范围的for循环（c++）

9.1范围for的语法

10 指针空值 nullptr（c++11）

4缺省参数

4.1缺省参数的概念

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。例如：

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;
}

4.2缺省参数分类

全缺省参数

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

需要注意的是传参必须是从左到右顺序传参，中间不能间隔，例如：可以只传 a，或者a，b，或者a，b，c 不可以传 a，，c

半缺省参数

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

需要注意：半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给。

4.3缺省参数的应用

我们在c语言学习栈的使用的时候，静态版本，都是在初始化部分开辟固定空间，然后在存数据的时候进行判断。我们可以使用c++的缺省对其进行改进，例如：

#include<stdlib.h>

// 静态版
struct Stack
{
	int* a;
	int top;
	int capacity;
};

void StackInit(struct Stack* ps, int defaultCapacity = 4);



void StackInit(struct Stack* ps, int defaultCapacity)
{
	ps ->a = (int*)malloc(sizeof(int) * defaultCapacity);
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("malloc:faild");
		exit(-1);
	}
	ps->top = 0;
	ps->capacity = defaultCapacity;
	
}

int main()
{
	struct Stack pt;
	StackInit(&pt);
	cout << pt.capacity << endl;
	StackInit(&pt,100);
	cout << pt.capacity << endl;

	return 0;
}

通过上面的程序，我们发现，对于初识给定的空间，可以使用缺省值，也可以使用我们给定的值，给程序带来极大的方便。

缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，如果生命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。

缺省值应该在声明处给出，因为在编译的时候，将头文件展开，如果没有给缺省值，会和定义处的形参不匹配。

5.函数重载

自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重
载了。

5.1函数重载概念

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。例如：

#include<iostream>
using namespace std;
// 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;
}

// 2、参数个数不同
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
// 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()
{
Add(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
f();
f(10);
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0;
}

5.2c++支持函数重载的原理-名字修饰（name Mangling）

为什么c++支持函数重载，而c语言不支持函数重载呢？我们来研究一下，不管是c或者是c++一个程序运行起来都要经历预处理、编译、汇编、链接。如下图所示：

当我们对如下程序进行运行时候，我们可以通过这几个阶段，看看c++如何支持重载的。

// 静态版
struct Stack
{
	int* a;
	int top;
	int capacity;
};

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


void StackInit(struct Stack* ps, int defaultCapacity)
{
	ps ->a = (int*)malloc(sizeof(int) * defaultCapacity);
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("malloc:faild");
		exit(-1);
	}
	ps->top = 0;
	ps->capacity = defaultCapacity;
	
}
void StackPush(struct Stack* ps, int x)
{
	printf("void StackPush(struct Stack* pst, int x)");
}
void StackPush(struct Stack* ps, double x)
{
	printf("void StackPush(struct Stack* pst, double x)");
}




int main()
{
	struct Stack pt;
	StackInit(&pt,1);
	StackPush(&pt, 1);
	StackPush(&pt, 1.1);


	return 0;
}

预处理将头文件在源文件中展开，编译就是声明，声明我有这个函数的实现，链接就是找到对应的定义；

c++是将形参也作为修饰准则，编译后如下图示：

c语言是不支持的他正常运行时候，编译后如下所示：

6.引用

6.1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。如下图所示：

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；例如：

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

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

6.2引用特性

1. 引用在定义时必须初始化
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

例如：

void Test()
{
int a = 10;
// int& ra; // 该条语句编译时会出错
int& ra = a;  //初始化
int& rra = a;  //多个引用
printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);

6.3常引用

void TestConstRef()
{
const int a = 10;
//int& ra = a; // 该语句编译时会出错，a为常量 （放大权限）
const int& ra = a;
// int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量
const int& b = 10;
double d = 12.34;
//int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同
const int& rd = d;
}

6.4使用场景

6.4.1做参数

c语言中我们交换两个变量的值是通过指针，c++中我们就可以通过引用的方式解决，例如：

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

6.4.2做返回值

在讲引用做返回值之前我们看一下下面两段代码的对比：

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



int Count()
{
  int n = 0;
	n++;
	return n;
}


int main()
{
	int ret = Count();



	return 0;
}

同时需要注意的是，当我们调用子函数时候，如果子函数返回类型是，int char 变量家族成员，会创建一个临时变量用来拷贝，返回变量，临时变量具有常属性，图解如下：

I再看接下来的代码：

int& Count(int x)
{
	int n = x;
	n++;
	return n;
}

int main()
{
	
	int &ret = Count(10);//用引用来接收返回值

	cout << ret << endl;

	Count(20);//让n发生改变

	cout << ret << endl;

	return 0;
}

运行结果如下：

修改一下代码：

	int &ret = Count(10);//用引用来接收返回值

	cout << ret << endl;

	Count(20);//让n发生改变
	cout << "nihoa zhege " << endl;
	cout << ret << endl;

	return 0;
}

运行结果：

我们发现结果发生改变，所以这里的ret结果是不确定的，如果Count函数结束，栈帧销毁，没有清理栈帧，那么ret的结果侥幸是正确的，如果Count函数结束，栈帧销毁，清理栈帧，那么ret一定是不对的，

总结：

1、基本任何场景都可以用引用传参。

2、谨慎用引用做返回值，出了函数作用域，对象就不在了，就不能引用返回，还在就可以用引用返回。

6.4.3权限

引用的过程中，权限可以平移或者缩小，但是权限不可以放大。

int main()
{
	int x = 0;
	int& y = x;     //权限平移
	const int& z = x; // 权限缩小


	return 0;
}

看一下下面一段代码：

int main()
{
	double dd = 1.11;
	int &ii = dd;
	const int& rii = dd;

	return 0;
}

在看一一段代码：

6.5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。

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

可以通过汇编代码体现：

引用和指针的不同点:
1. 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。
2. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
3. 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
4. 没有NULL引用，但有NULL指针
5. 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)
6. 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

7. 有多级指针，但是没有多级引用
8. 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
9. 引用比指针使用起来相对更安全

7内联函数

7.1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。

例如；我们写一个两个数相加的函数，当我们在主函数调用的时候，就会有栈帧的开销，例如：

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。

对于没有使用内联函数，如果我们调用这个函数5000次，就会反复开辟，如下代码：

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main()
{
	for (int i = 1; i < 50000; i++)
		cout << Add(i, i + 1) << endl;


	return 0;
}

对于这种需要大量重复的动作，之前我们解决的方式是通过，宏函数来解决，宏也不需要开辟栈帧，是一种替换，再次回顾一下宏函数：

#define Add(x,y) ( (x) + (y))

在c++中我们可以通过内联函数来解决这个问题

内联函数使用：

适应于短小的频繁调用的函数；

inline对于编译器仅仅只是一个建议，最终是否成为内联函数，编译器自己决定；

像下面类似的函数即使加了inline也会被否决掉：

比较长的函数
递归函数
默认debug模式下，inline不会起作用，否则不方便调试

debug模式下，设置编译器步骤：

配置完成后，当我们将求和函数，设置成内联函数之后，就不会开辟栈帧。如下图所示：

7.2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（导致代码膨胀），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。例如：

// 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

7.3宏定义和内联函数联系

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

8 auto关键字（c++11）

8.1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例如：

#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;
}

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

8.2 auto简介

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，如下面代码：

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。

8.3 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&

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

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
}

8.4 auto不能推导的场景

1.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)
{}

2. auto不能直接用来声明数组

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

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。

9.基于范围的for循环（c++）

9.1范围for的语法

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)
e *= 2;
for(auto e : array)
cout << e << " ";
return 0;
}

10 指针空值 nullptr（c++11）

c语言中，我们使用NULL表示空指针，其实NULL是一个宏如下所示：

#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;
}

此函数的本意是通过f（NULL）调用指针函数，但是NULL被定义成0，就会造成相悖的执行。

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：

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。