引用的小细节内联函数

news2024/10/7 20:30:50

1.引用的细节

引用,简单来说就是“取别名”。既然是别名,那么引用就一定具有以下的特点

  1. 引用在定义时必须初始化。

    就好比起别名起码得告诉别人是给谁起的别名吧

  2. 一个变量可以有多个引用

    就好比一个人可以有多个别名。比如张某某,有两个外号,一个是张三,另一个是张老三

  3. 引用一旦引用一个实体,就不能引用其他实体

    假如b是a的别名,b就不能再是c的别名了,要不然就搞不清b到底是谁了

今天看到这样一段有意思的代码

image-20221208214303562

而我在引用前面加上const就不会报错了

image-20221208214354591

这是为什么呢?

  • 首先,a是一个double类型的变量,给int类型的变量赋值的时候会发生隐式类型转换,此时,会产生一个int类型的临时变量,也就是相当于

    double a = 2.34;
    int tmp = a;
    const int& b = tmp;
    

    这个临时变量具有常性,所以必须const引用才能接收这个临时变量,不带const相当于权限的放大,这显然是不合理的。

此时,你会不会有这样的疑惑呢?

double a = 2.34;
int b = a;//这里也会发生隐式类型转换,产生临时变量,而临时变量具有常性,这个int类型的b又如何接收这个具有常性的临时变量呢?

我们要知道,我们在引用的时候有没有在内存中开辟空间呢?并没有,我们只是在起别名,这个别名与被其别名的量的地址相同。如果被起别名的量本身具有常性,那么这个别名就也必须具有常性。而int b = a;这句代码,是在内存中开辟了四个字节的空间,然后将临时变量的值拷贝一份过来,我只是对你的值的拷贝,有必要一定和你同样具有常性吗,显然没有。

2.内联函数

以关键字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,没有函数压栈的开销,
内联函数提升程序运行的效率。

当一个函数比较短小,并且经常被调用的时候,我们就可以考虑把该函数定义为内联函数。

下面我们以vs2022为例,看一看是否使用内联函数的区别

  • 不使用内联函数时

    int Add(int x, int y)
    {
    	return x + y;
    }
    int main()
    {
    	int ret = Add(1, 2);
    	printf("%d\n", ret);
    	return 0;
    }
    

    我们转到反汇编会发现call Add函数,意味着有函数栈帧的开销

    image-20221208220652892

  • 使用内联函数时

    inline int Add(int x, int y)
    {
    	return x + y;
    }
    int main()
    {
    	int ret = Add(1, 2);
    	printf("%d\n", ret);
    	return 0;
    }
    

    如果我们直接转到反汇编去看,会发现还是call Add,并没有在调用处直接展开,我们需要先对vs2022做一下属性修改,然后才能看到内联函数的作用

    image-20221208221203838

    image-20221208221250796

    改完之后,我们再进入到反汇编看发现没有了栈帧的开销

    image-20221208221521857

  • 内联函数时一种空间换时间的方法

  • 内联函数对于编译器只是一个建议,编译器会自动优化。假如说你的内联函数使用的不合理,把一个递归的函数或者循环多次的函数写成内联函数,编译器很聪明,会直接忽略你的inline,直接当成普通函数处理

  • 内联函数定义和声明不要分开,最好在头文件中定义。inline 函数的定义对编译器而言必须是可见的,以便编译器能够在调用点内联展开该函数的代码。此时,仅有函数原型是不够的。如果分开定义,链接的时候就会出错,因为内联函数展开了之后就没有函数地址了,链接的时候不可能找的到

说到内联函数,我们很容易想起c语言里面的宏,还记得如何用宏写一个Add函数吗?

#define ADD(x, y) ((x)+(y)) 
int main()
{
	int ret = Add(1, 2);
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

在编译的第一步预处理过程中就会进行宏替换,这种短小的函数用宏写,也减少了栈帧的开销,下面我们对比一下内联函数和宏

  1. 宏写起来易出错,一不小心就会出现少加个括号,多加个分号之类的错误,而内联函数的写法和普通函数的写法一样,只需在前面加一个inline关键字
    行宏替换,这种短小的函数用宏写,也减少了栈帧的开销,下面我们对比一下内联函数和宏

  2. 宏写起来易出错,一不小心就会出现少加个括号,多加个分号之类的错误,而内联函数的写法和普通函数的写法一样,只需在前面加一个inline关键字

  3. 宏不支持调试,而内联函数可以

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