【C++】内联函数、auto、范围for

文章目录

  • 1.内联函数
  • 2.auto关键字
    • 2.1auto简介
    • 2.2auto的注意事项
    • 2.3auto不能推导的场景
  • 3.基于范围的for循环(C++11)
  • 4.指针空值nullptr(C++11)

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1.内联函数

  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,没有函数调用建立栈帧的开销,内联函数提升程序运行的效率。

下面的代码就是不使用内联函数,会建立栈帧。
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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。
注意:Debug下,默认是不展开的,因为展开以后不方便调试。需要设置编译器。

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此时,汇编代码中是没有call指令的,函数展开了。

  1. 特性
  • 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
  • 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
    • 如果函数的规模较大(不建议展开),展开以后,编译出来的可执行程序就会变大。
  • 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。(可以理解为:内联函数没有地址,它已经被展开了)

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【面试题】 宏的优缺点?
优点:

  • 增强代码的复用性。
  • 提高性能。

缺点:

  • 不方便调试宏。(因为预编译阶段进行了替换)
  • 导致代码可读性差,可维护性差,容易误用。
  • 没有类型安全的检查 。

C++有哪些技术替代宏?

  1. 常量定义 换用const、enum
  2. 短小函数定义 换用内联函数

2.auto关键字

2.1auto简介

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

有的同学也许也会想到,可以使用typedef 给较长的类型取别名,但是这种方法是有缺陷的,例如:
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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?

早期的auto关键字虽然是用来声明具有自动存储器的局部变量,但是我不写auto它也是局部的,何必自找麻烦。

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

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typeid是一个关键字,用来获取一个表达式的类型信息。

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

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2.2auto的注意事项

  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&

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  1. 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
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2.3auto不能推导的场景

  1. auto不能作为函数的参数

若auto作为参数,那形参是什么类型呢?编译器是不知道的,编译时就不知道栈帧要开多大
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  1. auto不能直接用来声明数组

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  1. 为了避免与C++98中的auto发生混淆(C++11中被废弃了),C++11只保留了auto作为类型指示符的用法
  2. auto在实际中最常见的优势用法就是跟C++11提供的新式for循环,还有lambda表达式等进行配合使用。

3.基于范围的for循环(C++11)

  1. 范围for简介

在C++98中如果要遍历一个数组,可以按照以下方式进行:
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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

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要想改变数组中的元素,需要使用引用

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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。

  1. 范围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。
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)//errorcout<< e <<endl;}

4.指针空值nullptr(C++11)

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:
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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。
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  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。

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