【C++】内联函数&auto&范围for循环&nullptr

文章目录

• 内联函数
  • 1.概念
  • 2.特性
• auto关键字(C 11)
  • 1.auto的简单介绍
  • 2.auto使用规则
  • 3 auto不能推导的场景
• 基于范围的for循环(C 11)
  • 1 范围for的语法
  • 2.范围for的使用条件
• 指针空值nullptr(C 11)
  • 1.C 98中的指针空值

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。

在C语言中，我们为了减少栈帧的开销，我们可以通过宏函数，没有栈帧消耗，在预处理的阶段就被替换了，就没有栈帧的消耗了

（比如频繁调用小函数的时候）

而在C 中，我们是通过inline内联函数解决这个问题的。为什么C 会将C语言的宏函数替换掉❓

那必然是C语言的宏函数存在着缺点：

• 不能进行调试，宏会直接被替换
• 函数参数不安全，没有类型安全检查
• 不可否认，宏太容易写错了

基于C语言的宏函数的缺点，C 有了内联函数：

这是最基本的内联函数。关于有没有展开的问题，我们可以来看一看汇编（Debug版本下）：

我们在这里可以看到内联函数通过寄存器建立了栈帧。不是说内联函数会展开吗，不建立函数的栈帧，这里为什么会建立❓

这是因为在Debug版本下内联函数是不会展开的（因为在Debug版本下我们可以进行调试）

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vs2019的设置方式) ：

点击属性：

此时我们在来看一看汇编：

我们可以看到Add()函数直接被展开了，就没有函数栈帧压栈的开销了。

2.特性

• 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。
• 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。
• 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。

对于第一点的空间是：编译出来的可执行程序

我们来看看第二个点，也就是说：有给inline就一点会展开吗❓

我们随便给两个内联函数，看看有什么区别：

代码语言：javascript复制

inline int Add(int x, int y)
{
	return x   y;
}
inline int func(int x, int y)
{
	int ret = x   y;
	ret = x   y;
	ret = x / y;
	ret  = x   y;
	ret = x   y;
	ret = x   y;
	ret = x   y;
	ret *= x   y;
	ret = x   y;
	ret = x   y;
	ret = x - y;
	ret = x   y;
	return ret;
}
int main()
{
	int ret = Add(1, 3);
	cout << ret << endl;
	ret = func(10, 20);
	cout << ret << endl;

	return 0;
}

下面我们来看一看两个内联函数的汇编代码

我们可以看到Add（）函数展开了

func()函数没有展开。

这里有一个问题❓为什么函数长了以后不展开——代码膨胀

编译好的指令影响的是可执行程序（安装包）的大小

对于第三点：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。我们可以来看一看：

运行之后：

报了一个链接错误。在链接的时候，会通过符号表（里面会有地址），而加上了内联，因为inline被展开，就没有函数地址了，链接就会找不到。

所以对于内联函数来说，声明和定义不需要分离。直接去.h文件进行定义就行了。

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auto关键字(C 11)

1.auto的简单介绍

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。

这里需要去注意一个地方：

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

代码语言：javascript复制

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;
	return 0;
}

2.auto使用规则

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**&**

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。

代码语言：javascript复制

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
}

int main()
{
	TestAuto();
	return 0;
}

3 auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数

编译函数需要开辟栈帧，而auto不能确定开辟多少

代码语言：javascript复制

// 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)
{
    
}

1. auto不能直接用来声明数组

代码语言：javascript复制

void TestAuto()
{
    int a[] = {1,2,3};
    auto b[] = {4，5，6};
}

1. 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
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。

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基于范围的for循环(C 11)

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：

代码语言：javascript复制

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。

如果要改变里面的值，就需要用到引用