C++入门(二)

C++入门(二),第1张

目录

6. 引用

6.1 引用概念

 注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的

 6.2 引用特性

 6.3 常引用

 6.4使用场景

6.4.1做参数

6.4.2做返回值  (特殊场景下)

 6.5传值,传引用效率比较

6.6 引用和指针的区别

7. 内联函数

 7.2 特性

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)


6. 引用 6.1 引用概念
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& 引用变量名(对象名) = 引用实体;

void TestRef()
{
 int a = 10;
 int& ra = a;//<====定义引用类型
 
 printf("%p\n", &a);
 printf("%p\n", &ra);
}

 

 发现a和b的地址相同,且可以继续取别名

 注意:引用类型必须和引用实体同种类型
 6.2 引用特性

1. 引用在 定义时必须初始化 2. 一个变量可以有多个引用 3. 引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体
void TestRef()
{
 int a = 10;
 // int& ra; // 该条语句编译时会出错
 int& ra = a;
 int& rra = a;
 printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra); 
}

 权限放大

 权限缩小

 隐式类型转换

 6.3 常引用
void TestConstRef()
{
 const int a = 10;
 //int& ra = a; // 该语句编译时会出错,a为常量
 const int& ra = a;
 // int& b = 10; // 该语句编译时会出错,b为常量
 const int& b = 10;
 double d = 12.34;
 //int& rd = d; // 该语句编译时会出错,类型不同
 const int& rd = d; 
}
 6.4使用场景 6.4.1做参数
void Swap(int& left, int& right) {
 int temp = left;
 left = right;
 right = temp; 
}

根据以上特性,引用在作参数过程中,引用能发挥哪些作用呢?

 1.可以减少传参拷贝(引用作用)
2.可以保护形参不被修改,既可以接收变量,又可以接收常量(常量引用作用).

代码1:减少传参拷贝

struct node   //某个结构体,假设他很大
{
    int val;
    struct node* next;
};

//某函数定义如下:  如果其参数设置为引用,将不需要通过函数传递方式中的值传递(拷贝),造成空间消耗巨大.
void modify(struct node& node0) 
{
    //此处省略相关 *** 作....
}

代码2:保护形参不被修改,既可以接收变量,又可以接收常量

int add(const int& a,const int& b)
{
    return a-b;  //比如加法函数,如果手误,码码错代码,修改了a或b的值,编译器会自动提示.
}

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    
    cout<<"变量作为实参"<
6.4.2做返回值  (特殊场景下)
int& Count()
{
 static int n = 0;
 n++;
 // ...
 return n; 
}

 下面代码输出什么结果?为什么?

int& Add(int a, int b) 
{
 int c = a + b;
 return c; 
}
int main()
{
 int& ret = Add(1, 2);
 Add(3, 4);
 cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <

 返回随机值

 但是为什么函数的返回值还能被接收呢?

这是因为系统会创建一个临时变量,函数返回值会赋给这个临时变量,同时这个临时变量又会赋给要赋给的变量;而这种临时变量具有常性,只能赋给了一个类型为const int 的临时变量,而ra作为int类型的引用,显然是无法接收这个具有常性的临时变量。



 

 先看下列代码的返回值:12

 

 下面函数可以用引用返回(c储存在静态区中,函数栈帧销毁,静态区不销毁)

 引用的ret变量越界,但不报错->越界不一定报错

注意: 如果函数返回时,出了函数作用域,如果返回对象还未还给系统,则可以使用引用返回,如果已 经还给系统了,则必须使用传值返回。


 当引用作为函数返回值时,被引用的对象其作用域必须是有效范围,所以返回一个对局部变量的引用是不合法的,应该是返回值为全局变量或则static修饰的变量.

引用作为引用实体的别名,没有独立空间,与实体共用同一块空间,但是在底层实现上,引用和指针的实现方式是一样的(可以通过编译器反汇编观察到)。


 6.5传值,传引用效率比较
以值作为参数或者返回值类型,在传参和返回期间,函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回,而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝,因此用值作为参数或者返回值类型,效率是非常低下的,尤其是当参数或者返回值类型非常大时,效率就更低。


#include 
struct A{ int a[10000]; };
void TestFunc1(A a){}
void TestFunc2(A& a){}
void TestRefAndValue()
{
 A a;
 // 以值作为函数参数
 size_t begin1 = clock();
 for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
 TestFunc1(a);
 size_t end1 = clock();
 // 以引用作为函数参数
 size_t begin2 = clock();
 for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
 TestFunc2(a);
 size_t end2 = clock();
 // 分别计算两个函数运行结束后的时间
 cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
 cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl; 
}

 

 6.5.1 值和引用的作为返回值类型的性能比较

#include 
struct A{ int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a;}
// 引用返回
A& TestFunc2(){ return a;}
void TestReturnByRefOrValue()
{
 // 以值作为函数的返回值类型
 size_t begin1 = clock();
 for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
 TestFunc1();
 size_t end1 = clock();
 // 以引用作为函数的返回值类型
 size_t begin2 = clock();
 for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
 TestFunc2();
 size_t end2 = clock();
 // 计算两个函数运算完成之后的时间
 cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
 cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl; 
}

 通过上述代码的比较,发现传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大


6.6 引用和指针的区别

语法概念上引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间。


int main()
{
 int a = 10;
 int& ra = a;
 
 cout<<"&a = "<<&a<
8. auto关键字(C++11) 8.1 auto简介

在早期C/C++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();
 
 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; 
}
【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


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,auto声明指针类型时,用autoauto*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;
 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。


9. 基于范围的for循环(C++11) 9.1 范围for的语法

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; 
}

 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


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 end 的方法,begin 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 <
2. 迭代的对象要实现 ++ == 的 *** 作


( 关于迭代器这个问题,以后会讲,现在大家了解一下就可以了 ) 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)"<
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 C++11 作为新关键字引入的


​​​​​​​​​​​

2. C++11 中, sizeof(nullptr) 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


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原文地址: http://outofmemory.cn/langs/562825.html

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