【C++】C++入门(二)

前言:继续学习C++,各位小伙伴坚持呀。

一.引用

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。

比如:李逵,在家称为"铁牛",江湖上人称"黑旋风"。
在这里插入图片描述

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

void TestRef()
{
int a = 10;
int& ra = a;//<====定义引用类型
printf("%p\n", &a);
printf("%p\n", &ra);
}

我们看到下面这段代码:

int main()
{
	int a = 0;

	// 引用,b就是a的别名
	int& b = a;

	cout << &b << endl;
	cout << &a<< endl;

	b++;
	a++;

	int& c = a;
	int& d = c;
	d++;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

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);
}

在这里插入图片描述

我们可以清楚的看到三者的地址相同所以它们是共用一片空间的,并未单独开辟空间。

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;
}

使用场景

场景一:用来做参数

void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}

场景二:用来做返回值

int& Count()
{
static int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}

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,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。

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

二.内联函数

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。

int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}


int main()
{
	int ret = 0;
	ret = Add(1, 2);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

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。

在这里插入图片描述

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、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。

三.auto关键字

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,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。

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。

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&。
  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。
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;
}

不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数

// 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)
{}

2. auto不能直接用来声明数组

void TestAuto()
{
int a[] = {1,2,3};
auto b[] = {456};
}

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。

四.基于范围的for循环

语法

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

我们平常打印数组:

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;
}

范围for打印:

void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : array)
e *= 2;
for(auto e : array)
cout << e << " ";
return 0;
}

显而易见用范围for我们的代码更加的简便,它的原理是将数组的值赋值给e再自动迭代,且自动判断结束。

既然已经清楚了就来看看下面这段代码吧:

int main()
{
	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;

	// C++11
	// 依次取数组中值赋值给e,自动迭代,自动判断结束
	for (auto& e : array)
	{
		e *= 2;
	}
	cout << endl;

	for (auto e : array)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

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.
oid TestFor(int array[])
{
for(auto& e : array)
cout<< e <<endl;
}
//这段代码就有问题,因为范围是不确定的。

2.迭代的对象要实现++和==的操作。

入门级秘籍已经送达了,接下来的时间我们将会学习更加难的类和对象了。

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