C++入门(2)

2024-01-23 14:34:34 浏览数 (1)

7. 内联函数

大家先回顾一下C语言里面的宏,如果写一个Add的宏,最后一种才是正确的,这就证明了宏是不好控制的,因为运算符的优先级的原因等等,所以宏就有一些缺点:

 1、容易出错,语法细节多  2、不能调试  3、没有类型安全的检查

那么 就可以使用enum const inline 替代宏  enum const -> 宏常量  inline ->宏函数

宏函数的优点就是不用建立栈帧,提高效率。那么inline内联函数拥有宏函数的优点,还避免了它的缺点,可以调试,而且没那么多的语法细节。

代码语言:javascript复制
//#define ADD(int x, int y) return x   y;
//#define ADD(x, y) return x   y;
//#define ADD(x, y) x   y;
//#define ADD(x, y) (x   y)
//#define ADD(x, y) (x)   (y)
//#define ADD(x, y) ((x)   (y));
#define ADD(x, y) ((x)   (y))

7.1 概念

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。

7.2 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 ) 、

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。

8. auto关键字(C 11)

8.1 类型别名思考

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

代码语言:javascript复制
#include <string>
#include <map>
int main()
{
	std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange",
   "橙子" },
		{ "pear","梨" } };
	std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
	while (it != m.end())
	{
		//....
	}
	return 0;
}

std::map<std::string, std::string>::iterator 是一个类型,但是该类型太长了,特别容

易写错。聪明的同学可能已经想到:可以通过 typedef 给类型取别名,比如:

代码语言:javascript复制
#include <string>
#include <map>
typedef std::map<std::string, std::string> Map;
int main()
{
	Map m{ { "apple", "苹果" },{ "orange", "橙子" }, {"pear","梨"} };
	Map::iterator it = m.begin();
	while (it != m.end())
	{
		//....
	}
	return 0;
}

使用 typedef 给类型取别名确实可以简化代码,但是 typedef 有会遇到新的难题:

代码语言:javascript复制
typedef char* pstring;
int main()
{
	const pstring p1;    // 编译成功还是失败?
	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,因此 C 11 给 auto 赋予了新的含义。

8.2 auto简介

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?

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。

代码语言:javascript复制
#include <string>
#include <map>
typedef std::map<std::string, std::string> Map;
int main()
{
	Map m{ { "apple", "苹果" },{ "orange", "橙子" }, {"pear","梨"} };
	Map::iterator it = m.begin();
	while (it != m.end())
	{
		//....
	}
	return 0;
}

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

8.3 auto的使用细则

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&。

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;
	*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

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
}

8.4 auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数

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)
{}

2. 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};
}

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

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

在for里面会自动取数组里面的值赋值给e,自动判断结束,自动 。

如果想要修改数组里面的值,在auto后面使用引用就可以了。

代码语言:javascript复制
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:

代码语言:javascript复制
void TestFor(int array[])
{
    for(auto& e : array)
        cout<< e <<endl;
}

2. 迭代的对象要实现 == 的操作


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:

代码语言:javascript复制
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:

代码语言:javascript复制
#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:

代码语言:javascript复制
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;
}

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 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

今天的分享到这里就结束了,感谢大家的阅读!

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