inline内联函数详解

C++ inline内联函数详解

一个 C/C++ 程序的执行过程可以认为是多个函数之间的相互调用过程，它们形成了一个或简单或复杂的调用链条，这个链条的起点是main()，终点也是 main()。当 main() 调用完了所有的函数，它会返回一个值（例如return 0;）来结束自己的生命，从而结束整个程序。
*
函数调用是有时间和空间开销的。程序在执行一个函数之前需要做一些准备工作，要将实参、局部变量、返回地址以及若干寄存器都压入栈中，然后才能执行函数体中的代码；函数体中的代码执行完毕后还要清理现场，将之前压入栈中的数据都出栈，才能接着执行函数调用位置以后的代码。
*
如果函数体代码比较多，需要较长的执行时间，那么函数调用机制占用的时间可以忽略；如果函数只有一两条语句，那么大部分的时间都会花费在函数调用机制上，这种时间开销就就不容忽视。
为了消除函数调用的时空开销，C++ 提供一种提高效率的方法，即在编译时将函数调用处用函数体替换，类似于C语言中的宏展开。这种在函数调用处直接嵌入函数体的函数称为内联函数（Inline Function），又称内嵌函数或者内置函数。
*
在函数定义处增加 inline 关键字

内存管理：一个函数在栈上到底是怎样的？

当发生函数调用时，会将函数运行需要的信息全部压入栈中，这常常被称为栈帧（Stack Frame）或活动记录（Activate Record）。活动记录一般包含以下几个方面：
1.函数的返回地址，也就是函数执行完成后从哪里开始执行后面的代码。
（func()函数执行完毕后，会继续执行c = a + b;语句，那么返回地址就是该语句在内存中的地址。）
2.参数和局部变量。有些编译器会通过寄存器来传递参数，而不是将参数压入栈中。
3.编译器自动生成的临时数据。例如，当函数返回值的长度较大时，会先将返回值压入栈中，然后再交给函数调用者。
（当返回值的长度较小（char, int, long等）时，不会被压入栈中，而是先将返回值放入寄存器，再传递给函数调用者。）
4.一些需要保存的寄存器，例如ebp,ebx等。之所以保存寄存器的值，是为了在函数退出时能够恢复到函数调用之前的场景，继续执行上层函数。

new和delete运算符简介

C++ new和delete运算符简介

·动态分配内存用malloc() 函数，释放内存用 free() 函数
·new 用来动态分配内存，delete 用来释放内存
·用 new[] 分配的内存需要用 delete[] 释放
*
和 malloc() 一样，new 也是在堆区分配内存，必须手动释放，否则只能等到程序运行结束由操作系统回收。为了避免内存泄露，通常 new 和 delete、new[] 和 delete[] 操作符应该成对出现，并且不要和C语言中 malloc()、free() 一起混用。

命名空间（名字空间）详解

C++命名空间（名字空间）详解

一个中大型软件往往由多名程序员共同开发，会使用大量的变量和函数，不可避免地会出现变量或函数的命名冲突。当所有人的代码都测试通过，没有问题时，将它们结合到一起就有可能会出现命名冲突。
*
为了解决合作开发时的命名冲突问题，C++ 引入了命名空间（Namespace）的概念。

namespace 是C++中的关键字，用来定义一个命名空间，语法格式为：

namespace name{
    //variables, functions, classes
}

开始：
iostream.h：用于控制台输入输出头文件。
fstream.h：用于文件操作的头文件。
complex.h：用于复数计算的头文件。
*
后来 C++引入了命名空间的概念，计划重新编写库，将类、函数、宏等都统一纳入一个命名空间，这个命名空间的名字就是std。

很多教程将 std直接声明在所有函数外部，这样虽然使用方便，但在中大型项目开发中是不被推荐的，这样做增加了命名冲突的风险，推荐在函数内部声明 std。

函数的默认参数详解

C++函数的默认参数详解

C++规定，默认参数只能放在形参列表的最后，而且一旦为某个形参指定了默认值，那么它后面的所有形参都必须有默认值。实参和形参的传值是从左到右依次匹配的，默认参数的连续性是保证正确传参的前提。
*
C++ 规定，在给定的作用域中只能指定一次默认参数。换句话说，函数的后续声明只能为之前那些没有默认值的形参添加默认值，而且该形参右侧的所有形参必须都有默认值。

函数重载详解

C++函数重载详解

C++ 允许多个函数拥有相同的名字，只要它们的参数列表不同就可以，这就是函数的重载（Function Overloading）。借助重载，一个函数名可以有多种用途。
*
参数列表又叫参数签名，包括参数的类型、参数的个数和参数的顺序，只要有一个不同就叫做参数列表不同。
*
注意，参数列表不同包括参数的个数不同、类型不同或顺序不同，仅仅参数名称不同是不可以的。函数返回值也不能作为重载的依据。

C++ 是如何做到函数重载的:

C++代码在编译时会根据参数列表对函数进行重命名，例如void Swap(int a, int b)会被重命名为_Swap_int_int，void Swap(float x, float y)会被重命名为_Swap_float_float。当发生函数调用时，编译器会根据传入的实参去逐个匹配，以选择对应的函数，如果匹配失败，编译器就会报错，这叫做重载决议（Overload Resolution）。不同的编译器有不同的重命名方式，这里仅仅举例说明，实际情况可能并非如此。
从这个角度讲，函数重载仅仅是语法层面的，本质上它们还是不同的函数，占用不同的内存，入口地址也不一样。

C++函数重载过程中的二义性和类型转换

发生函数调用时编译器会根据传入的实参的个数、类型、顺序等信息去匹配要调用的函数，这在大部分情况下都能够精确匹配。但当实参的类型和形参的类型不一致时情况就会变得稍微复杂，例如函数形参的类型是int，调用函数时却将short类型的数据交给了它，编译器就需要先将short类型转换为int类型才能匹配成功。
*
记住类型提升(bool char short ->int、float->double)就行了，自动类型转化类型较多。
*
注意，类型提升和类型转换不是一码事！类型提升是积极的，是为了更加高效地利用计算机硬件，不会导致数据丢失或精度降低；而类型转换是不得已而为之，不能保证数据的正确性，也不能保证应有的精度。类型提升只有上表中列出的几种情况，其他情况都是类型转换。

多个参数时的二义性

当重载函数有多个参数时也会产生二义性，而且情况更加复杂。C++ 标准规定，如果有且只有一个函数满足下列条件，则匹配成功：
`该函数对每个实参的匹配都不劣于其他函数；

`至少有一个实参的匹配优于其他函数。

在设计重载函数时，参数类型过少或者过多都容易引起二义性错误，因为这些类型相近，彼此之间会相互转换。

类的定义和对象的创建详解

C++类的定义和对象的创建详解

类是创建对象的模板，一个类可以创建多个对象，每个对象都是类类型的一个变量；创建对象的过程也叫类的实例化。每个对象都是类的一个具体实例（Instance），拥有类的成员变量和成员函数。
*
类只是一个模板（Template），编译后不占用内存空间，所以在定义类时不能对成员变量进行初始化，因为没有地方存储数据。只有在创建对象以后才会给成员变量分配内存，这个时候就可以赋值了。
*
注意在类定义的最后有一个分号";"，它是类定义的一部分，表示类定义结束了，不能省略。

对象指针

Student stu;
Student *pStu = &stu;

在堆上创建对象

Student *pStu = new Student;

在栈上创建出来的对象都有一个名字，比如 stu，使用指针指向它不是必须的。但是通过 new创建出来的对象就不一样了，它在堆上分配内存，没有名字，只能得到一个指向它的指针，所以必须使用一个指针变量来接收这个指针，否则以后再也无法找到这个对象了，更没有办法使用它。也就是说，使用new 在堆上创建出来的对象是匿名的，没法直接使用，必须要用一个指针指向它，再借助指针来访问它的成员变量或成员函数。