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1 - 引用
1.1 - 引用概念
1.2 - 引用特性
1.3 - 常引用
1.4 - 使用场景
1.5 - 传值、传引用效率比较
1.6 - 值和引用作为返回值类型的性能比较
1.7 - 引用和指针的区别
2 - 内联函数
2.1 - 概念
2.2 - 特性
3 -…目录
1 - 引用
1.1 - 引用概念
1.2 - 引用特性
1.3 - 常引用
1.4 - 使用场景
1.5 - 传值、传引用效率比较
1.6 - 值和引用作为返回值类型的性能比较
1.7 - 引用和指针的区别
2 - 内联函数
2.1 - 概念
2.2 - 特性
3 - auto关键字(C11)
3.1 - 类型别名思考
3.2 - auto简介
3.3 - auto的使用细则
3.4 - auto不能推导的场景
4 - 基于范围的for循环(C11)
4.1 - 范围for的语法
4.2 - 范围for的使用条件
5 - 指针空值nullptr(C11)
5.1 - C98中的指针空值 1 - 引用
1.1 - 引用概念
引用不是新定义一个变量而是给已经存在的变量取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
如
#include iostream
using namespace std;int main()
{int x 5;// 定义引用类型int rx x;cout x endl rx endl;return 0;
}
注意引用类型必须和引用实体同种类型
1.2 - 引用特性
引用在定义时必须进行初始化一个变量可以有多个引用引用一旦引用一个实体就不能再引用其他实体。
#include iostream
using namespace std;int main()
{int x 5;int rx; // 不初始化编译会出错int rx x;int rrx x;cout x endl rx endl rrx endl;return 0;
} 1.3 - 常引用
#include iostream
using namespace std;int main()
{const int x 5;int rx x; // 该语句编译时会出错a为常量const int rx x;int y 10; // 该语句编译时会出错b为常量const int y 10;double z 3.14;int rz z; // 该语句编译时会出错类型不同const int rz z;return 0;
} 1.4 - 使用场景
做参数
void Swap(int a, int b)
{int temp a;a b;b temp;
}
做返回值
int Add(int a, int b)
{int c a b;return c;
}
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则必须使用传值返回。
1.5 - 传值、传引用效率比较
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非常低下尤其时当参数或者返回值类型非常大时效率更低。
#include iostream
#include time.h
using namespace std;struct p
{int arr[10000];
};void Test1(p arr)
{}void Test2(p arr)
{}int main()
{p arr;size_t begin1 clock();for (size_t i 0; i 10000; i){Test1(arr);}size_t end1 clock();size_t begin2 clock();for (size_t i 0; i 10000; i){Test2(arr);}size_t end2 clock();cout 传值所用时间: end1 - begin1 endl;cout 传引用所用时间: end2 - begin2 endl;return 0;
} 1.6 - 值和引用作为返回值类型的性能比较
#include iostream
#include time.h
using namespace std;struct p
{int arr[10000];
};p arr;p Test1()
{return arr;
}p Test2()
{return arr;
}int main()
{size_t begin1 clock();for (size_t i 0; i 10000; i){Test1();}size_t end1 clock();size_t begin2 clock();for (size_t i 0; i 10000; i){Test2();}size_t end2 clock();cout 值作为返回值类型所用时间: end1 - begin1 endl;cout 引用作为返回值类型所用时间: end2 - begin2 endl;return 0;
} 通过上述运行结果的比较不难发现传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大。
1.7 - 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的实体共用一块空间。
#include iostream
using namespace std;int main()
{int x 10;int rx x;cout x: x endl;cout rx: rx 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。
#include iostream
using namespace std;int main()
{int x 10;int rx x;rx 20;int* px x;*px 20;return 0;
}
让我们来看一下引用和指针的汇编代码对比 引用和指针的不同点
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)引用自加引用的实体增加1指针自加指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安全。
2 - 内联函数
2.1 - 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。
2.2 - 特性
inline是一种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的运行效率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说法取决于编译器内部实现)、不是递归、频繁调用的函数采用inline修饰否则编译器会忽略inline的特性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会找不到。 3 - auto关键字(C11)
3.1 - 类型别名思考
随着我们的程序越来越复杂的同时程序中的类型也越来越复杂。
常常体现在
类型难于拼写含义不明确导致出错。
#include string
#include mapint main()
{std::mapstd::string, std::string m{ { apple, 苹果 }, { banana,香蕉 },{pear,梨} };std::mapstd::string, std::string::iterator it m.begin();while (it ! m.end()){}return 0;
}
我们知道std::mapstd::string, std::string::iterator是一个类型但是这个类型太长了特别容易出错。我们可以通过typedef给类型取别名。
如
#include string
#include maptypedef std::mapstd::string, std::string Map;int main()
{Map m{ { apple, 苹果 },{ banana,香蕉 },{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又会遇到新的难题 #include stringtypedef char* solve;int main()
{const solve p1; // 编译成功还是失败const solve* 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时清楚地知道表达式的类型。然而有时要做到这点并非那么容易因此C11就给auto赋予了新的含义。 3.2 - auto简介
在早期C/C中auto的含义为使用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为什么呢
C11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。
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替换为变量的实际类型。
3.3 - auto的使用细则
auto与指针和引用结合起来使用
auto声明指针类型时用auto和auto*没有任何区别但用auto声明引用类型时必须加。
#include iostream
using namespace std;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;
}
在同一行定义多个变量
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。
#include iostream
using namespace std;int main()
{auto a 1, b 2;auto x 3, y 3.1;return 0;
} 3.4 - auto不能推导的场景
auto不能作为函数的参数auto不能直接用来声明数组为了避免与C98中的auto发生混淆C11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C提供的新式for循环还有lambda表达式等进行配合使用。
4 - 基于范围的for循环(C11)
4.1 - 范围for的语法
在C98中要遍历一个数组通常用的方法为
#include iostream
using namespace std;int main()
{int arr[] { 1, 2, 3, 4, 5 };for (int i 0; i sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i)arr[i] * 2;for (int* p arr; p arr sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); p)cout *p endl;return 0;
}
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C11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。 for(范围内用于迭代的变量 : 被迭代的范围) #include iostream
using namespace std;int main()
{int arr[] { 1, 2, 3, 4, 5 };for (auto e : arr)e * 2;for (auto e : arr)cout e endl;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。
4.2 - 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的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方法begin和end就是for循环迭代的范围。
迭代的对象要实现和的操作
5 - 指针空值nullptr(C11)
5.1 - C98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基本初始化方式为 #include iostream
using namespace std;int main()
{int* p NULL;return 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。不论采取哪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 p(int)
{cout p(int) endl;
}void p(int*)
{cout p(int*) endl;
}int main()
{p(0);p(NULL);p((int*)NULL);return 0;
} 程序的本意是想通过p(NULL)调用指针版本的p(int*)函数但是由于NULL被定义成0因此与程序的初衷相悖。 在C98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 在使用nullptr表示指针空值时不需要包含头文件因为nullptr是C11作为新关键字引入的在C11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。 感谢大佬们支持三连必回
