我与C++的爱恋：内联函数，auto

2024-04-04 13:20
文章标签 c++ 函数 auto 内联 爱恋

本文主要是介绍我与C++的爱恋：内联函数，auto，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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一、内联函数

1.内联函数的概念

内联函数目的是减少函数调用的开销，通过将每个调用点将函数展开来实现。这种方法仅适用于那些函数体小、调用频繁的函数。

int add(int x,int y){return x+y;
}

假如这里要调用一万次add，那么就要建立一万个栈帧，消耗较大。
在c语言中可以通过宏 来实现

#define Add(x,y) ((x)+(y))

在C++中把以inline修饰的函数叫做内联函数，（inline在函数声明前）。
inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，直接就执行了函数的代码，减少了函数调用的消耗。
在这里插入图片描述

​在这里插入图片描述

#include <iostream>
using namespace std;
inline int Add(int x, int y) {return x + y;
}
int main() {int result = Add(1, 2);cout << result << endl;return 0;
}

Add函数被声明为内联函数，Add(1,2)直接替换为1+2.从而避免了函数调用的开销.

2.内联函数的特性

  1. inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运行效率。
  2. inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。
  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

二、auto关键字(C++11)

随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，经常体现在：

  1. 类型难于拼写
  2. 含义不明确导致容易出错
    在c语言中为了处理这个问题就可以使用typedef来简化代码。
typedef char* pstring;
int main()
{
const pstring p1; // 编译成功还是失败？  编译失败
const pstring* p2; // 编译成功还是失败？
return 0;
}

在编程时，常常需要把表达式的值赋值给变量，这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的
类型。然而有时候要做到这点并非那么容易，所以就有了auto的由来。
auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得（它作为一个新的类型指示符来指示编译器）

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 a=0;
int b=a;
auto a=a
auto b=&a;
auto*c=&a;
auto&c=a;

int TestAuto()
{
return 10;
}
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = TestAuto();
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
//auto e; 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;
}

这里是引用使用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。

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的初始化类型不同。
}

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};
}

三、范围for的语法

在C++98中如果要遍历一个数组

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;
}

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。(在python中也有类似的调用，抄作业了！！)

void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto e : array)
cout << e << " ";
return 0;
}

在这里插入图片描述

如果你想改变原数组里的数据就可以使用引用来改变原数组中的数。

void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : array)
e *= 2;
for(auto e : array)
cout << e << " ";
return 0;
}

在这里插入图片描述

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。
循环for的使用条件
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。

void TestFor(int array[])
{
for(auto& e : array)
cout<< e <<endl;
}

在这里插入图片描述

四、指针空值

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，我们在C语言中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

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。

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;
}

在这里插入图片描述
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。

void f(int) {cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int*) {cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{f(0);f(NULL);f((int*)NULL);f(nullptr);return 0;
}

在这里插入图片描述

  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。
    感谢阅读！！！

这篇关于我与C++的爱恋：内联函数，auto的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/875883。

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