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C++初阶——入门基础2

1.函数重载

C++支持在同⼀作用域中出现同名函数,但是要求这些同名函数的形参不同,可以是参数个数不同或者类型不同。这样C++函数调用就表现出了多态行为,使用更灵活。C语⾔是不支持同⼀作用域中出现同名函数的。

1.1 参数类型不同

1.2 参数个数不同

1.3  参数顺序不同

要注意,下面两个函数也构成重载,但编译器会报错。因为有缺省参数时,如果调用fun()函数时不传参就不知道调用的是哪个了。

还要注意函数的返回值是不构成重载条件的。

总的来说,只要写的重载函数没有二义性就行了,就可以正常使用。

2.引用

2.1 概念

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。类型& 引用别名 = 引用对象;

当然上述只是从语法上来说引用不会开辟空间,但事实上引用的底层是指针常量,还是要开辟空间的。

b是a的别名,改变b就相当于改变a,a和b的地址是相同的。

2.2 引用的特性

上面的代码只是把c的值赋给b,并不能修改b为c的别名。而且因为引用本质上是指针常量,所以指针指向是不能修改的。而且因为是指针常量,所以引用在定义时必须初始化,因为const修饰只能读不能写,如果在后面初始化,就相当于是写了,违背了const的语法规则。

综上,引用的特性有:

• 引用在定义时必须初始化

• ⼀个变量可以有多个引用

• 引用⼀旦引用⼀个实体,再不能引用其他实体

2.3 引用的使用

引⽤在实践中主要是于引用传参和引用做返回值中减少拷贝提高效率和改变引用对象时同时改变被 引⽤对象。引用传参跟指针传参功能是类似的,引用传参相对更⽅便⼀些。

上述三个函数,第一个是错误的,因为传值调用形参只是实参的一份临时拷贝,改变形参并不能改变实参。第二个和第三个都是正确的,引用就是别名,修改引用就是修改实参。

引用作为函数返回值时:1. 不要返回局部变量的引用。2.返回值是引用的函数调用是可以作为左值的。

虽然可能如上图一样没有出错,但是返回局部变量的引用是很危险的,就像使用野指针一样,这应该叫野引用。

2.4 const 常引用

• 可以引⽤⼀个const对象,但是必须⽤const引⽤。const引⽤也可以引⽤普通对象,因为对象的访问权限在引⽤过程中可以缩小,但是不能放大

• 需要注意的是类似 int& rb = a*3; double d = 12.34; int& rd = d; 这样⼀些场景下a*3的结果保存在⼀个临时对象中, int& rd = d 也是类似,在类型转换中会产⽣临时对象存储中间值,也就是时,rb和rd引⽤的都是临时对象,⽽C++规定临时对象具有常性,所以这⾥就触发了权限放⼤,必须要⽤常引⽤才可以。

• 所谓临时对象就是编译器需要⼀个空间暂存表达式的求值结果时临时创建的⼀个未命名的对象, C++中把这个未命名对象叫做临时对象。

 

 fun1(10)传参时10是常量,传参到int&,权限放大了,有错误。

常引用只需要记住const的作用,且权限只能缩小,不能放大就好了。 

2.5 指针与引用的关系

C++中指针和引用就像两个性格迥异的亲兄弟,指针是哥哥,引用是弟弟,在实践中他们相辅相成,功能有重叠性,但是各有自己的特点,互相不可替代。

• 语法概念上引⽤是⼀个变量的取别名不开空间,指针是存储⼀个变量地址,要开空间。

• 引用在定义时必须初始化,指针建议初始化,但是语法上不是必须的。

• 引用在初始化时引⽤⼀个对象后,就不能再引用其他对象;⽽指针可以在不断地改变指向对象。

• 引用可以直接访问指向对象,指针需要解引用才是访问指向对象。

• 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,64位下是8byte)

• 指针很容易出现空指针和野指针的问题,引用很少出现,引用使用起来相对更安全⼀些。

3.inline内联函数

• ⽤inline修饰的函数叫做内联函数,编译时C++编译器会在调⽤的地⽅展开内联函数,这样调⽤内联函数就不需要建⽴栈帧了,就可以提⾼效率。

• 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。

• C语⾔实现宏函数也会在预处理时替换展开,但是宏函数实现很复杂很容易出错的,且不⽅便调 试,C++设计了inline⽬的就是替代C的宏函数

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。

声明和定义分离到两个文件的好处有就是可以防止链接错误,因为如果把声明和定义写在一个头文件中,当在其它多个文件中要使用这个函数时,会包含这个文件,然后在预处理阶段展开头文件,这样每个文件中就都有了这个函数的符号表,在链接阶段就会发生错误。

关于编译链接的知识点下面。

C语言程序的编译和链接_c语言 程序链接-CSDN博客

所以声明和定义分离就可以避免发生错误。而inline内联函数则因为会在调用处直接展开,所以如果声明和定义分离了,展开后是不在符号表里的,就会发生连链接错误.

4.空指针nullptr

NULL实际是⼀个宏,在传统的C头⽂件(stddef.h)中,可以看到如下代码

#ifndef NULL
    #ifdef __cplusplus
        #define NULL 0
    #else
        #define NULL ((void *)0)
    #endif
#endif

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(int x),因此与程序的初衷相悖。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。

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