C++初阶第三篇——初始C++（引用+内敛函数+auto关键字+范围for循环）

Posted 2022-02-06 呆呆兽学编程

⭐️今天·这篇博客我要来和大家一起聊一聊初始C++中一些新的知识，引用和内敛等，希望对大家有所帮助。
⭐️博客代码已上传至gitee：https://gitee.com/byte-binxin/cpp-class-code/tree/master/test_1_15

目录

• 🌏引用
• • 🍯概念
  • 🍯特性
  • 🍯常引用
  • 🍯两种常见使用场景
  • 🍯传值和传引用效率比较
  • 🍯引用和指针的区别
• 🌏内敛函数
• 🌏auto关键字（C++11）
• 🌏基于范围的for循环（C++11）
• • 🌰语法
  • 🌰条件
• 🌐总结

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🌏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。也就好比我们给同学取了一个外号一样。
用法： 类型&引用变量名（对象名）= 引用实体；

例子：

int main()

	int a = 10;
	int& ra = a;// ra是a的引用

	cout << a << endl;
	cout << ra << endl;

	return 0;

🍯特性

有以下几个特性：

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，再也不能引用其他实体

int main()

	int a = 10;
	int b = 20;

	//int& ra;//引用必须初始化

	int& ra = a;
	int& rra = a;

	//int& ra = b;//引用不能改变

	return 0;

🍯常引用

🍤引用在引用实体时，该引用的使用权限必须小于或等于 实体，否则不能够被引用。

看下面例子：

int main()

	const int a = 10;
	// 权限不变	 都是常量
	const int& ra = a;
	// 权限变小 常量引用变量
	int b = 20;
	const int& rb = b;
	// 权限放大 变量引用常量，权限放大，编译器报错
	int& rra = a;


	double d = 10.0;
	int& rd = d;//d是double类型的，rd是int类型的引用，此时赋值会发生隐式类型转换，
				//d会先存放在临时变量中，临时变量是常量，所以权限放大了，编译器报错
	// 权限不变
	const int& rd = d;

	return 0;

🍯两种常见使用场景

1. 做参数

void Swap(int& x, int& y)

	int tmp = x;
	x = y;
	y = tmp;

2. 做返回值

int& Add(int x, int y)

	int z = x + y;
	return z;

引用做返回值时，一般分两种情况：返回的对象未归还系统和返回的对象归还系统。如果返回对象不归还系统，我们可以引用返回，否则就需要传值返回。

🍯传值和传引用效率比较

🍤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。

🍯引用和指针的区别

以下是二者的不同点：

1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
2. 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体
3. 没有NULL引用，但有NULL指针
4. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节)
5. 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
6. 有多级指针，但是没有多级引用
7. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理
8. 引用比指针使用起来相对更安全

🌏内敛函数

🍅 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。

先看下面一串代码：

inline int Add(int x, int y)

	return x + y;


int main()

	int z = Add(1, 2);
	return 0;

在release下查看汇编代码，先看不加inline的汇编代码：

再看加了inline的汇编代码：

如果加了inline关键字，编译器在编译期间会用函数体替换函数的调用。

下面是内敛函数的几个特性：

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。

例子：一个相同的函数，一个加了inline 关键字，一个没加，加上一个函数要执行10条指令，文两个函数分别调用1000次要执行多少条指令？
普通函数：1000+10（一次调用1次指令，加起来就是1000条，每次调用都是call函数，函数不展开就是10条）
内敛函数：1000*10条指令（展开就是每次调用都是10条指令）
所以说，内敛函数展开，会让程序变大，所以代码很短的函数可以考虑有内敛，长函数和递归函数不适合用内敛。

🌏auto关键字（C++11）

🍁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 main()

	int a = 10;
	auto b = a;// 自动推导b的类型为int
	auto c = 'c';// 自动推导类型为char

	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	//auto d;必须初始化

	return 0;

有一下几种用法：

1. auto与指针和引用结合起来使用（auto和auto*无区别）

int main()

	int a = 10;
	// auto和auto*无区别
	auto pa1 = &a;
	auto* pa2 = &a;

	auto& ra = a;// ==> int& ra = a;

	cout << typeid(a).name() << endl;
	cout << typeid(pa1).name() << endl;
	cout << typeid(pa2).name() << endl;
	cout << typeid(ra).name() << endl;

	return 0;

运行结果如下：

2. 在同一行定义多个变量（这些变量类型必须相同，编译器只对第一个类型进行推导）

int main()

	auto a = 3, b = 4;
	auto c = 3.4, d = 5.5;

	cout << typeid(a).name() << endl;
	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;

	return 0;

运行结果如下：

auto不能推导的两个常见

1. auto不能作为函数的参数
2. auto不能直接用了声明数组

🌏基于范围的for循环（C++11）

🌰语法

for(类型 e: 被迭代的范围)
类型可以用auto关键字来进行推导，被迭代范围一般可以说数组和容器等。
迭代范围的内容按照接受类型一个一个地给e赋值

举例：

int main()

	int arr[10];

	int i = 0;
	for (auto& e : arr)
	
		e = i++;
	

	for (auto e : arr)
	
		cout << e << " ";
	
	return 0;

运行结果如下：

🌰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。
2. 迭代的对象要实现++和==的操作。

🌐总结

C++入门全篇就介绍到这，后面几天我会更新类和对象的博客，欢迎大家持续关注，喜欢的话三连支持一下~