经过上章对C++有了一个初步认识后，本章我们来学习一下C++的一些与C语言不同的新玩样引用，还有C++的函数规则。
目录
3.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)
1. 引用
1.1 引用概念
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。
语法：类型& 引用变量名 ( 对象名 ) = 引用实体；
void TestRef()
{
int a = 10;
int& ra = a;//<====定义引用类型
printf("%p\n", &a);
printf("%p\n", &ra);
}
注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
1.2 引用特性
1. 引用在 定义时必须初始化。2. 一个变量可以有多个引用3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
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);
}1.3 常引用
void TestConstRef()
{
const int a = 10;
//int& ra = a; // 该语句编译时会出错，a为常量
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;
}1.4 使用场景
（1） 做参数
void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}（2） 做返回值
int& Count()
{
static int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}
下面代码输出什么结果？为什么？
int& Add(int a, int b)
{
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;
}
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。
1.5 常见传值方式的效率对比
1.5.1 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。
#include<iostream>
#include <time.h>
using namespace std;
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {}
void TestFunc2(A& a) {}
void TestRefAndValue()
{
A a;
// 以值作为函数参数
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
TestFunc1(a);
size_t end1 = clock();
// 以引用作为函数参数
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
TestFunc2(a);
size_t end2 = clock();
// 分别计算两个函数运行结束后的时间
cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
TestRefAndValue();
return 0;
}
注意：传值调用花费时间为9ms，而传引用调用虽然显示为0，但实际上由于电脑反应时间单位是ms,而传引用调用时间小于1ms，故显示为0。
1.5.2 值和引用的作为返回值类型的性能比较
#include<iostream>
#include <time.h>
using namespace std;
struct A { int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc2() { return a; }
void TestReturnByRefOrValue()
{
// 以值作为函数的返回值类型
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc1();
size_t end1 = clock();
// 以引用作为函数的返回值类型
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc2();
size_t end2 = clock();
// 计算两个函数运算完成之后的时间
cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
TestReturnByRefOrValue();
return 0;
}
通过上述代码的比较，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 。
1.6 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:
引用和指针的不同点 :1. 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。2. 引用在定义时必须初始化 ，指针没有要求3. 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4. 没有NULL引用，但有NULL 指针5. 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 )6. 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7. 有多级指针，但是没有多级引用8. 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9. 引用比指针使用起来相对更安全
2. 缺省参数
2.1 缺省参数概念
缺省参数是 声明或定义函数时 为函数的 参数指定一个缺省值 。在调用该函数时，如果没有指定实
参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参。
void Func(int a = 0)
{
cout<<a<<endl;
}
int main()
{
Func(); // 没有传参时，使用参数的默认值
Func(10); // 传参时，使用指定的实参
return 0;
}2.2 缺省参数分类
（1）全缺省参数
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<"b = "<<b<<endl;
cout<<"c = "<<c<<endl;
}（2）半缺省参数
void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<"b = "<<b<<endl;
cout<<"c = "<<c<<endl;
}注意：
1. 半缺省参数必须 从右往左依次 来给出，不能间隔着给2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现//a.h void Func(int a = 10); // a.cpp void Func(int a = 20) {} // 注意：如果生命与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该 用那个缺省值。3.如果函数声明和定义分离，缺省参数数必须定义在函数声明里。4. 缺省值必须是常量或者全局变量5. C语言不支持（编译器不支持）
3. 函数重载
自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重载了。比如：以前有一个笑话，国有两个体育项目大家根本不用看，也不用担心。一个是乒乓球，一个是男足。前者是“谁也赢不了！” ，后者是 “ 谁也赢不了！ ”
3.1 函数重载概念
函数重载：是函数的一种特殊情况， C++ 允许在 同一作用域中 声明几个功能类似 的同名函数 ，这些同名函数的形参列表 ( 参数个数 或 类型 或 类型顺序 ) 不同 ，常用来处理实现功能类似数据类型
不同的问题。
#include<iostream>
using namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
return left + right;
}
// 2、参数个数不同
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{
Add(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
f();
f(10);
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0;
}3.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)
为什么 C++ 支持函数重载，而 C 语言不支持函数重载呢？
在 C/C++ 中，一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段： 预处理、编译、汇编、链接 。
1. 实际项目通常是由多个头文件和多个源文件构成，而通过 C 语言阶段学习的编译链接，我们可以知道，【当前a.cpp 中调用了 b.cpp 中定义的 Add 函数时】，编译后链接前， a.o 的目标文件中没有Add 的函数地址，因为 Add 是在 b.cpp 中定义的，所以 Add 的地址在 b.o 中。那么怎么办呢？2. 所以链接阶段就是专门处理这种问题， 链接器看到 a.o 调用 Add ，但是没有 Add 的地址，就会到 b.o 的符号表中找 Add 的地址，然后链接到一起 。 ( 老师要带同学们回顾一下 )3. 那么链接时，面对 Add 函数，链接接器会使用哪个名字去找呢？这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则。4. 由于 Windows 下 vs 的修饰规则过于复杂，而 Linux 下 g++ 的修饰规则简单易懂，下面我们使用了 g++ 演示了这个修饰后的名字。5. 通过下面我们可以看出 gcc 的函数修饰后名字不变。而 g++ 的函数修饰后变成【 _Z+ 函数长度 + 函数名 + 类型首字母】。采用 C 语言编译器编译后结果
结论： 在 linux 下，采用 gcc 编译完成后，函数名字的修饰没有发生改变。采用 C++ 编译器编译后结果
结论： 在 linux 下，采用 g++ 编译完成后，函数名字的修饰发生改变，编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中。Windows 下名字修饰规则
对比 Linux 会发现， windows 下 vs 编译器对函数名字修饰规则相对复杂难懂 ，但道理都是类似的，我们就不做细致的研究了。【扩展学习： C/C++ 函数调用约定和名字修饰规则 -- 有兴趣好奇的同学可以看看，里面有对 vs 下函数名修饰规则讲解】6. 通过这里就理解了 C 语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而 C++ 是通过函数修饰规则来区分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载 。7. 如果两个函数函数名和参数是一样的，返回值不同是不构成重载的，因为调用时编译器没办法区分。
4. 内联函数
4.1 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
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。
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 Add2. 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vs2013 的设置方式 )
4.2 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 ) 、 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。下图为
《 C++prime 》第五版关于 inline 的建议：
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。
// 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5. 补充：
5.1 宏的优缺点？
（1）优点：1.增强代码的复用性。2.提高性能。（2）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 。所以综上，祖师爷在设计C++时就将宏从这门语言中去掉了。5.2 C++有哪些技术替代宏？
1. 常量定义 换用 const enum2. 短小函数定义换用内联函数
本篇完！
![[Spark SQL]Spark SQL读取Kudu，写入Hive](https://img-blog.csdnimg.cn/06e551a7a0d54922bff511126b300587.png)
