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7. 内联函数
问题引入:?
?1.实现Add的宏,并验证是否正确
2.频繁调用短小函数,需要不断建立、销毁栈帧
7.1 概念
7.2 特性
【面试题】
1.宏的优缺点?
2.C++有哪些技术替代宏?
8. auto关键字(C++11)
8.1 auto简介
8.2 auto的使用细则
8.3 auto不能推导的场景
9. 基于范围的for循环(C++11)
9.1 范围for的语法
9.2 范围for的使用条件
10. 指针空值nullptr(C++11)
10.1 C++98中的指针空值
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:
后记:●由于作者水平有限,文章难免存在谬误之处,敬请读者斧正,俚语成篇,恳望指教!? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ——By 作者:新晓·故知
7. 内联函数
问题引入:?
?1.实现Add的宏,并验证是否正确
//实现Add的宏,并验证是否正确
//验证方法:将调用替换以下即可验证
#define ADD(x,y) ((x)+(y))
int main()
{
ADD(1, 2);
return 0;
}
2.频繁调用短小函数,需要不断建立、销毁栈帧
总结:C++通过引入内联函数(inline)解决C语言中宏有关的机制不便等问题。
1.宏函数晦涩难懂,容易写错
2.不支持函数
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
,没有函数压栈的开销,内联函数提升程序运行的效率。
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。
查看方式:
1.
在
release
模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在
call Add
2.
在
debug
模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开
(
因为
debug
模式下,编译器默认不会对代码进行优化,以下给出vs2013的设置方式)
//举例:频繁调用短小函数,需要不断建立、销毁栈帧
inline int Add(int x, int y)
{
int z = x + y;
return z;
}
int main()
{
Add(1, 2);
Add(1, 2);
Add(1, 2);
Add(1, 2);
Add(1, 2);
Add(1, 2);
return 0;
}
7.2 特性
1. inline
是一种
以空间换时间
的做法,省去调用函数额开销。所以
代码很长
或者有
循环
/
递归
的函数不适宜使用作为内联函数。
2.
inline
对于编译器而言只是一个建议
,编译器会自动优化,如果定义为
inline
的函数体内有循环
/
递归等等,编译器优化时会忽略掉内联。
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
// 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*/
【面试题】
1.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 。
2.C++有哪些技术替代宏?
1.
常量定义 换用
const
2.
函数定义 换用内联函数
8. auto关键字(C++11)
8.1 auto简介
在早期
C/C++
中
auto
的含义是:使用
auto
修饰的变量,是具有自动存储器的局部变量
,但遗憾的是一直没有人去使用它,大家可思考下为什么?
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
。
??
int TestAuto()
{
return 10;
}
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = TestAuto();
auto e = &a;
//使用typeid().name()打印变量类型
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
cout << typeid(e).name() << endl;
//auto f; 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
。
8.2 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;
//使用typeid().name()打印变量类型
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
}
8.3 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。
5.auto也不能做返回值
9. 基于范围的for循环(C++11)
9.1 范围for的语法
在C++98中如果要遍历一个数组,可以按照以下方式进行:
?
void TestFor()
{
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;
}
int main()
{
TestFor();
return 0;
}
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
。
?
int main()
{
//范围for,依次自动取array中的数据,赋值给e,自动判断结束
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (auto& e : array)
{
e *= 2;
}
for (auto e : array)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
for (auto& e : array)
{
e /= 2;
cout << e << " ";
}
cout << endl;
for (auto e : array)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : array)
e *= 2;
for(auto e : array)
cout << e << " ";
return 0;
}
注意:与普通循环类似,可以用
continue
来结束本次循环,也可以用
break
来跳出整个循环
。
9.2 范围for的使用条件
?
1. for循环迭代的范围必须是确定的 ?
对于数组而言,就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围
;对于类而言,应该提供
begin
和
end
的方法,begin
和
end
就是
for
循环迭代的范围。
注意:以下代码就有问题,因为
for
的范围不确定
void
TestFor
(
int
array
[])
{
for
(
auto
&
e
:
array
)
cout
<<
e
<<
endl
;
}
?2. 迭代的对象要实现++和==的操作。
10. 指针空值nullptr(C++11)
10.1 C++98中的指针空值
在良好的
C/C++
编程习惯中,声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值,否则可能会出现不可预料的
错误,比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向,我们基本都是按照如下方式对其进行初始化:
void
TestPtr
()
{
int*
p1
=
NULL
;
int*
p2
=
0
;
// ……
}
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
?
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;
}
程序本意是想通过
f(NULL)
调用指针版本的
f(int*)
函数,但是由于
NULL
被定义成
0
,因此与程序的初衷相悖。
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
。
后记: ●由于作者水平有限,文章难免存在谬误之处,敬请读者斧正,俚语成篇,恳望指教! ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ——By 作者:新晓·故知
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