有时候在C++工程中可能需要将某些函数按照C的风格来编译,在函数前加extern “C”,意思是告诉编译器,
将该函数按照C语言规则来编译,所以这个函数不能进行重载。
例子:
extern "C" int Add(int left, int right);
int main()
{
Add(1, 2);
return 0;
}
🌹6. 引用
🌷6.1 引用的概念
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) = 引用实体引用类型必须和引用实体是同种类型的
例子:
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 1;
int&b = a; //相当于给a起了一个别名为b,int是b的类型
cout << a << endl;
cout << b << endl;
b = 100; //改变b也就相当于改变了a
cout << b << endl;
cout << a << endl;
}
🌷6.2 引用的特性
引用在定义时必须初始化
一个变量可以有多个引用
引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体
🌷6.3 常引用
void TestConstRef()
{
//常引用是创建一个临时变量,引用名是临时变量的引用
const int a = 10;
//int& ra = a; // 该语句编译时会出错,a为常量,而且a为不可以修改
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;
}
这里的
a,b,d都是常量,常量是不可以被修改的,但是如果你用int&ra等这样来引用a的话,那么引用的这个a是可以被修改的,因此会出问题。
我们再来看一个例子:
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 10;
double&ra = a;
}
这里涉及了
隐士类型提升的问题,在这里int到double存在隐士类型的提升,而在提升的过程中系统会创建一个常量区来存放a类型提升后的结果。因此到这儿,这段代码一看就是错了,因为你隐士类型提升时a是存放在常量区中的,常量区是不可以被修改的,而你用double&ra去引用他,ra这个引用是可以被修改的。
注意:将不可修改的量用可读可写的量来引用是不可以的,但是反过来是可以的,将可读可写的量用只可读的量来引用是可以的。
🌷6.4 使用场景
- 做参数:
用交换函数来举例,我们学习了引用,可以不用指针作为形参了。因为在这里
a和b是传入实参的引用,我们将a和b的值交换,就相当于将传入的两个实参交换了。
void Swap2(int& a, int& b) //通过引用来交换
{
int tmp = a;
a = b;
b = tmp;
}
void Swap1(int\* a, int \*b) //通过指针来交换
{
int tmp = \*a;
\*a = \*b;
\*b = tmp;
}
- 做返回值:
int& Count()
{
static int n = 0;//留一个问题,为什么要加static
n++;
// ...
return n;
}
看一个做返回值的例子:注意看结果
函数调用会开辟栈桢,所以Add(1,2)在调用完以后就被销毁了
注意:如果函数返回时,出了函数作用域,
如果返回对象还在(还没还给系统),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。
🌷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。
🌷6.6 引用和指针的区别
在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<<endl;
cout<<"&ra = "<<&ra<<endl;
return 0;
}
在底层实现上实际是有空间的,因为引用是按照指针方式来实现的。
int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20;
int\* pa = &a;
\*pa = 20;
return 0;
}
我们来看下引用和指针的汇编代码对比:
引用和指针的区别:
引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址。
引用在定义时
必须初始化,指针没有要求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
没有NULL引用,但有NULL指针
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)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
有多级指针,但是没有多级引用访问实体方式不同,
指针需要显式解引用,引用编译器自己处理引用比指针使用起来
相对更安全
🌹7. 内联函数
🌷7.1 内联函数的概念
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。(与宏类似)
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
🌷7.2 内联函数的特性
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,编译器会自动优化,
如果定义为inline的函数体内代码比较长/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。
// F.h
#include <iostream>
using namespace std;
inline void f(int i);
// F.cpp
#include "F.h"
void f(int i)
{
cout << i << endl;
}
// main.cpp
#include "F.h"
int main()
{
f(10);
return 0;
}
// 链接错误:main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void \_\_cdecl f(int)" (?
f@@YAXH@Z),该符号在函数 _main 中被引用
宏和内联有一定的相似性
宏的优缺点:
优点:
1.增强代码的复用性。
2.提高性能。缺点:
1.不方便调试宏。(因为预编译阶段进行了替换)
2.导致代码可读性差,可维护性差,容易误用。
3.没有类型安全的检查 。
C++有哪些技术替代宏?
常量定义 换用const enum
短小函数定义 换用内联函数
🌹8. auto关键字(C++11)
🌷8.1 auto关键字的概念
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。
#include<iostream>
using namespace std;
int TestAuto()
{
return 10;
}
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = TestAuto();
cout << typeid(b).name() << endl; //这个地方要学到后面类的时候才可以解释,这里打印出的是类型名
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
cout << a << endl;
cout << b<< endl;
cout << c << endl;
cout << d << 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;
}
🌷8.2 auto的使用规则
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&
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 10;
auto b = &a; //自动推导出b的类型为int\*
auto\* c = &a; //自动推导出c的类型为int\*
auto& d = a; //自动推导出d的类型为int
//打印变量b,c,d的类型
cout << typeid(b).name() << endl;//打印结果为int\*
cout << typeid(c).name() << endl;//打印结果为int\*
cout << typeid(d).name() << endl;//打印结果为int
return 0;
}
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
- auto做为函数的参数
// 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)
{}
- auto不能直接用来声明数组
void TestAuto()
{
int a[] = {1,2,3};
auto b[] = {4,5,6};
}
注意:
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
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:
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
//将数组所有元素乘以2
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 };
//将数组中所有元素乘以2
for(auto& e : array)//记得是需要写出auto&
e \*= 2;
for(auto e : array)
cout << e << " ";
return ;
}
int main()
{
TestFor();
}
注意:与普通循环类似,可用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
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) //这里的array其实不是数组,数组在传参时会退化成指针
cout<< e <<endl;
}
🌹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:
int\* p1 = NULL;
int\* p2 = 0;
NULL其实是一个宏,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:
#include <iostream>
using namespace std;
void Fun(int p)
{
cout << "Fun(int)" << endl;
}
void Fun(int\* p)
{
cout << "Fun(int\*)" << endl;
}
int main()
{
Fun(0); //打印结果为 Fun(int)
Fun(NULL); //打印结果为 Fun(int)
Fun((int\*)NULL); //打印结果为 Fun(int\*)
return 0;
}
程序本意本意是想通过Fun(NULL)调用指针版本的Fun(int* p)函数,但是由于NULL被定义为0,Fun(NULL)最终调用的是Fun(int p)函数。
在C++98中字面常量0,既可以是一个整型数字,也可以是无类型的指针(void*)常量,但编译器默认情况下将其看成是一个整型常量,如果要将其按照指针方式来使用,必须对其进行强制转换。
注意:
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。
在C++11中,sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
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。
🍀测试代码
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
//namespace byh
//{
// // 命名空间中可以定义变量/函数/类型
// int rand = 10;
// int Add(int left, int right)
// {
// return left + right;
// }
// struct Node
// {
// struct Node\* next;
// int val;
// };
//}
2. 命名空间可以嵌套
//namespace N1
// {
// int a = 20;
// int b;
// int Add(int left, int right)
// {
// return left + right;
// }
// namespace N2
// {
// int c;
// int d;
// int Sub(int left, int right)
// {
// return left - right;
// }
// }
// }
3. 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。
//namespace N1
// {
// int Mul(int left, int right)
// {
// return left \* right;
// }
// }
//int rand = 10;//变量和函数重名
// C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题,所以C++提出了namespace来解决
//int main()
//{
// printf("%d\n",byh :: rand);//rand是函数,编译会报错
// return 0;
//}
//using N1::a;
//using namespace byh;
//int main()
//{
// int c = 1;
// int d = 2;
// printf("%d\n",byh::rand);
// printf("%d\n",a);
// printf("%d\n",Add(c, d));
// return 0;
//}
//std是C++标准库的命名空间名,C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
//using namespace std;
//
//int main()
//{
// int a = 1;
// float b = 2.1;
// double c= 2.111;
// char arr[10] = { 0 };
// char d[] = "hello world";
// cin >> arr;
// cout << arr << endl;//endl相当于换行 -> /n
// cout << a << endl;//C++的输入输出可以自动识别变量类型
// cout << b << endl;
// cout << c << endl;
// cout << d << endl;
// return 0;
//}
//using namespace std;
//
//int Add(int x, int y)
//{
// return x + y;
//}
//
//double Add(double x, double y)
//{
// return x + y;
//}
//int main()
//{
// cout << Add(0,1) << endl;//打印0+1的结果
// cout << Add(1.1,2.2) << endl;//打印1.1+2.2的结果
// return 0;
//}
//
//short Add(short left, short right)
//{
// return left+right;
//}
//int Add(short left, short right)
//{
// return left+right;
//}
//#include<iostream>
//using namespace std;
//
//int main()
//{
// int a = 1;
// int&b = a; //相当于给a起了一个别名为b,int是b的类型
// cout << a << endl;
// cout << b << endl;
// b = 100; //改变b也就相当于改变了a
// cout << b << endl;
// cout << a << endl;
//}
//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);
//}
//void TestConstRef()
//{
// //常引用是创建一个临时变量,引用名是临时变量的引用
// const int a = 10;
// //int& ra = a; // 该语句编译时会出错,a为常量,而且a为不可以修改
// 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;
//}
//#include<iostream>
//using namespace std;
//int main()
//{
// int a = 10;
// //double&ra = a;
//
//
//
// const double&ra = a;
//}
//
//void Swap2(int& a, int& b) //通过引用来交换
//{
// int tmp = a;
// a = b;
// b = tmp;
//}
//void Swap1(int\* a, int \*b) //通过指针来交换
//{
// int tmp = \*a;
// \*a = \*b;
// \*b = tmp;
//}
//using namespace std;
//int& Add(int a, int b)
//{
// static int c = a + b;
// return c;
//}
//int main()
//{
// int& ret = Add(1, 2);
// Add(3, 4);
// cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;
// return 0;
//}
//int main()
//{
// int a = 10;
// int& ra = a;
// cout<<"&a = "<<&a<<endl;
// cout<<"&ra = "<<&ra<<endl;
// return 0;
//
//}
//int main()
//{
// int a = 10;
//
// int& ra = a;
// ra = 20;
//
// int\* pa = &a;
// \*pa = 20;
//
// return 0;
//
//}
//#include<iostream>
//using namespace std;
//int TestAuto()
//{
// return 10;
//}
//int main()
//{
// int a = 10;
// auto b = a;
// auto c = 'a';
// auto d = TestAuto();
//
// cout << typeid(b).name() << endl; //这个地方要学到后面类的时候才可以解释,这里打印出的是类型名
// cout << typeid(c).name() << endl;
// cout << typeid(d).name() << endl;
//
// cout << a << endl;
// cout << b<< endl;
// cout << c << endl;
// cout << d << 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;
//}
//
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
}
//
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)
{}
//
//void TestAuto()
//{
// int a[] = {1,2,3};
// auto b[] = {4,5,6};
//}
//void TestFor()
//{
// int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
// //将数组所有元素乘以2
// 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;
//
//}
//void TestFor()
//{
// int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
// //将数组中所有元素乘以2
// for(auto& e : array)//记得是需要写出auto&
// e \*= 2;
//
// for(auto e : array)
// cout << e << " ";
//
// return ;
// }
//
//int main()
//{
// TestFor();
//}
//void TestFor(int array[])
//{
// for(auto& e : array) //这里的array其实不是数组,数组在传参时会退化成指针
// cout<< e <<endl;
//}


**网上学习资料一大堆,但如果学到的知识不成体系,遇到问题时只是浅尝辄止,不再深入研究,那么很难做到真正的技术提升。**
**[需要这份系统化资料的朋友,可以戳这里获取](https://gitee.com/vip204888)**
**一个人可以走的很快,但一群人才能走的更远!不论你是正从事IT行业的老鸟或是对IT行业感兴趣的新人,都欢迎加入我们的的圈子(技术交流、学习资源、职场吐槽、大厂内推、面试辅导),让我们一起学习成长!**