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一、内联函数
1.1 宏函数
1.2 内联函数的概念
1.3 内联函数的使用
二、auto关键字
2.1 auto - 自动推导类型
2.2 auto的价值与应用场景
三、 基于范围的for循环
四、指针空值
一、内联函数
1.1 宏函数
调用1次函数,需要构建1个栈帧。如果频繁的调用一个函数n次,就需要建立n个栈帧。C语言通过宏函数(宏是预处理阶段进行替换,不用建立栈帧)解决这个问题。
- 不是函数,所以没有参数这个概念;
- 没有分号;
- 括号控制优先级。
#define ADD(int a, int b) return a + b;//err
#define ADD(a, b) a + b;//err
#define ADD(a, b) (a + b)//err
#define ADD(a, b) ((a) + (b))//ok
//为什么要加里边的括号?
//应对a和b可能是表达式/*int Add(int a, int b)
{return a + b;
}*/int main()
{if(ADD(1, 2)){}ADD(1, 2) * 3;int x = 1, y = 2;ADD(x | y, x & y);//如果不带括号:x | y + x & y,加法优先级比按位或按位与高return 0;
}
但是,宏的使用也存在一定的缺点:1. 语法复杂,不容易控制;2. 不能调试;3. 没有类型安全的检查。
为应对宏带来的不便,C++采用了inline。
1.2 内联函数的概念
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。
特点:在调用的地方展开,把函数的运算逻辑放进来,而不创建栈帧。
#include<iostream>inline int Add(int a, int b)
{return a + b;
}int main()
{int ret1 = Add(1, 2) * 3;int x = 1, y = 2;int ret2 = Add(x | y, x & y);return 0;
}
那是否把所有函数都变成内联,就不用栈帧了,可以吗? - 不行,内联也是有缺点的。
假设func函数100行,调用1w次,会有一定程度的代码膨胀的。代码膨胀的缺点:编译好可执行程序会变大。即:
1) 假设inline展开了,需要100*1w行;2) 假设inline不展开,需要100+1w行。
1.3 内联函数的使用
内联函数不建议声明和定义分开。
//Stack.h
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;inline int Add(int a, int b);/
//Stack.cpp
#include"Stack.h"inline int Add(int a, int b)
{cout << "int Add(int a, int b)" << endl;return a + b;
}/
//Test.c
#include"Stack.h"
int main()
{Add(1, 2);return 0;
}
报错显示无法解析,就是找不到Add函数。编译器把地址加到符号表,是为了让其他文件调用方便,而编译器认为内联函数inline在调用的地方要展开,就没有函数地址了,链接就会找不到。
另外,要在.h中定义函数,例如:
//Stack.h
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;int Add(int a, int b)
{cout << "int Add(int a, int b)" << endl;return a + b;
}/
//Stack.cpp
#include"Stack.h"/
//Test.c
#include"Stack.h"
int main()
{Add(1, 2);return 0;
}
出现了链接错误。以往常见的是找不到定义会报错,现在还有一种重定义也会出现连接错误。
这是因为,Test.cpp和Stack.cpp文件下在链接的时候均有Add函数,最后要把生成Test.o和Stack.o合并在一起,并且不构成函数重载,所以编译器认为定义了同样的函数。
例如:Stack.cpp和Test.cpp中分别生成了一份符号表,且分别假设为call Add(0x00112233)和call Add(0x001122ff),在两个地址处都定义了Add。
#pragma once解决的是:在同一个文件内重复包含。
#pragma once
//预处理条件编译的时候,只保留一个,另一个会自动删掉
#include"Stack.h"
#include"Stack.h"
现在是同一个函数在两个文件中包含,最后导致链接错误。这个问题应该怎么解决?
1) 声明和定义分离,防止链接冲突。
#include"Stack.h"//展开只有声明,没有定义int main()
{Add(1, 2);//汇编的时候没有地址call Add(?),最后拿修饰后的函数名链接的时候去符号表中找,并在Stack.cpp文件中找到了return 0;
}
2) 假设就要在Stack.h中定义,在.h中函数用static修饰
静态的特点:修饰函数的时候,会改变函数的链接属性,只在当前文件可见,不会进符号表。不是在静态区,编译好的程序都在代码区;只有静态的变量才在静态区。
3) inline - 内联是不支持声明和定义分离的
内联函数不会将函数名的地址加入符号表,所以不会冲突。
//Stack.h
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;inline int Add(int a, int b)
{cout << "int Add(int a, int b)" << endl;return a + b;
}/
//Stack.cpp
#include"Stack.h"/
//Test.c
#include"Stack.h"
int main()
{Add(1, 2);return 0;
}
综上所述:要在.h中定义函数,大函数声明和定义分离或静态;小函数内联,因为函数代码很长,内联不会展开。
二、auto关键字
2.1 auto - 自动推导类型
auto修饰的变量,是具有自动存储器的局部变量。
int main()
{int i = 0;int j = 0;auto k = i;//ok//auto x;//err//与引用类似,必须初始化,等号右边必须有一个值,通过这个值来自动推导类型auto p1 = &i;//okauto* p2 = &i;//ok//auto* p3 = i;//errauto& r = i;//ok,代表r是i的别名return 0;
}
2.2 auto的价值与应用场景
void func(int a, int b)
{//
}int main()
{void(*pf1)(int, int) = func;//初始化函数指针auto pf2 = func;//这样使用auto就简化许多//C++中可以打印类型 - typeid(对象).namecout << typeid(pf1).name() << endl;cout << typeid(pf2).name() << endl;return 0;
}
auto的价值在于:当面对类型写起来很繁琐(如:数组指针,函数指针等),或者类型写起来很长,可以直接用auto自动推导出对应的类型。
但是auto也有一定的弊端:1) 会一定程度上影响可读性;2) auto不能做参数,例如:void TestAuto(auto a) {};3) 新标准下,auto可以做返回值,但比较坑,例如:
auto f2()
{auto ret = 1;return ret;
}
auto f1()
{auto x = f2();return x;
}
auto TestAuto()
{ auto a = f1();return a;
}int main()
{auto it2 = TestAuto();//此时,it2是什么类型?回去看函数的声明,返回的是a//a是什么类型?得回看f1//x是什么类型?得回看f2return 0;
}
三、 基于范围的for循环
在C++98中如果要遍历一个数组,可以按照以下方式进行:
int main()
{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;return 0;
}
范围for是C++增加的新语法。如下边程序所示:依次取数组中的值赋值给e(e就是array数组中的数字的一份拷贝),自动迭代,自动判断结束。
int main()
{int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };for (auto e : array)//这里用int也可以,但是用auto更好{e *= 2;//e是array中数据的临时拷贝}cout << endl;for (auto& e : array)//还把array中的数据给e,但此时e不是拷贝,而是别名{e *= 2;}cout << endl;for (auto e : array){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}
四、指针空值
void f(int)
{cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int*)
{cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{f(0);//f(int)f(NULL);//f(int) 在C++98中出现了bug,把NULL作为是一个宏,宏定义NULL为0f((int*)NULL);//f(int*)return 0;
}
因此,C++11定义,nullptr关键字表示空指针,即int* p = nullptr;
所以,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。