C++ -- 函数重载 、引用、 内联函数、auto、基于范围的for循环、指针空值nullptr

目录

 

1.函数重载

1.1函数重载:

1.2函数重载需要注意:

1.3函数重载的一些特殊情况

 1.4为什么C语言不支持函数重载,C++支持函数重载?底层逻辑是?

2.引用

2.1 引用特性

2.2 常引用

 2.3 权限问题(权限放大,权限缩小,权限平移)

3. 内联函数

 特性:

4.auto

4.1应用场景

 4.2不能auto推导的场景

5.基于范围的for循环

6.指针空值nullptr


 

1.函数重载

1.1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。

void func(int a, char b)
{cout << "int,char" << endl;
}void func(double a, double b)
{cout << "double,double" << endl;
}void func(char a,int b)
{cout << "char,int" << endl;
}void func()
{cout << "func()" << endl;
}int main()
{int x = 1;double y = 10.0;char c = 'a';func(x,c);func(y, y);func(c, x);func();return 0;
}

 

C语言是不支持同名函数存在的,C++支持同名函数存在,即为函数重载;

1.2函数重载需要注意:

a、函数重载需要在同一个作用域,如果在两个命名空间中(命名空间域)中分别定义两个同名函数,这两个函数不是函数重载;

b、 形参列表不同(参数个数,参数类型,类型顺序);

c、不能用返回值不同来重载函数,调用函数时会根据参数来调用对应的函数;

1.3函数重载的一些特殊情况

在一些情况下:

a、在两个命名空间的同名函数,两个命名空间都展开,此时也不构成函数重载,因为还是不同作用域。

b、当有多个同名函数都可以隐式类型转换,函数调用会有歧义,只有一个函数才可能会有隐式类型转换。

 

 c、缺省参数的函数重载,仍然是按照参数列表不同来重载,可以重载,但可能存在调用歧义

 1.4为什么C语言不支持函数重载,C++支持函数重载?底层逻辑是?


C++支持函数重载的原理--名字修饰(函数名修饰规则)

这里涉及编译与链接的知识,可以看:http://t.csdnimg.cn/uEhhW

在C/C++中,一个程序要运行起来需要经历以下阶段:

 1.实际项目中通常是由多个头文件和源文件构成,当test.cpp调用func.cpp中定义的Add函数时,编译后链接前,每个源文件的编译过程都是单线的过程,test.o的目标文件中没有Add函数的函数地址,因为Add是在func.cpp定义的,此时地址在func.o中,那么该怎么解决地址问题呢?

 2.链接阶段处理这个问题,链接器看到test.o调用Add函数,但没有Add的地址,就会到func.o的符号表中找Add的地址,然后链接到一起。

3.链接时,对于Add函数,链接器要使用哪个名字去找呢?每个编译器都有自己的函数名修饰规则。

4.gcc编译C,函数修饰后名字不变

 5.g++编译C++,函数的名字的修饰发生改变,编译器将函数参数类型等信息添加到修改后的名字中

 6.之所以C语言没办法支持重载,是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的,只要参数不同,修饰出来的名字就不一样,就支持重载

7.如果两个函数函数名和参数一样,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。

2.引用

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。

#include "test.h"
using namespace std;int main()
{int a = 10;int& b = a;b = 100;cout << a << endl;cout << b << endl;cout << &a << endl;cout << &b << endl;return 0;
}

 

 注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的

2.1 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. 引用一旦引用实体,再也不能引用其他实体

int main()
{int a = 1;int b = 2;int& c = a;int* p = &a;//指针变量可以改变指向p = &b;//b初始化后就不可以引用其他实体c = b;//这里是将b的值赋值给acout << &a << endl;cout << &b << endl;cout << &c << endl;cout << a << endl;cout << b << endl;cout << *p << endl;return 0;
}

 

可以给指针取别名:

也可以给函数名取别名(虽然没什么用),因为函数名本质是指针变量:

2.2 常引用

 

 2.3 权限问题(权限放大,权限缩小,权限平移)

1.权限的放大:

 要注意:权限不能放大

2.权限的平移:

 权限是可以平移的

3.权限的缩小:

 权限也是可以缩小的

常引用其他情况:

 2.4 引用应用场景:(坑,后面填上)

2.5 引用与指针

 

3. 内联函数

内联函数: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。

//频繁调用的小函数,建立栈帧会有消耗
//c语言解决--宏函数--不建议,容易出错
#define ADD(a,b) ((a)+(b))
//c++解决--函数内联--实际调用是直接展开,不需要建立栈帧
//注意:在debug版本默认不展开,这样做是为了方便调试
inline int Add(int a, int b)
{return a + b;
}
int Add(int a, int b)
{return a + b;
}int main()
{int res = Add(1, 3);cout << res << endl;return 0;
}

 如果在上述函数前增加inline关键字将其改为内联函数,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.release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add指令

                      2.debug 模式下,编译器默认不会对代码进行优化,不进行展开,需要对编译器进行设置

inline int Add(int a, int b)
{return a + b;
}int main()
{int res = Add(1, 3);cout << res << endl;return 0;
}

 

 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。
《C++prime》第五版关于inline的建议:内联说明只是向编译器发出的一个请求,编译器可以选择忽略这个请求。

一般来说,内联机制用于优化规模较小、流程直接、频繁调用的函数。很多编译器都不支持内联递归函数,而且一个 75 行的函数也不大可能在调用点内联地展开

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。(内联函数没有地址,内联函数不需要地址,直接在调用的地方展开,地址是用来call 跳转的,内联函数没有地址且不进符号表,没有地址链接就找不到,所以内联函数不建议声明和定义分离。 )

4.auto

auto自动推导类型

int main()
{int a = 1;auto p1 = &a;auto* p2 = &a;//以上两种写法等价,不过auto* 限定了必须是指针cout << *p1 << ' ' << * p2 << endl;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

4.1应用场景

 1.与引用结合:

 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

 4.2不能auto推导的场景

1.auto不能作为函数的参数,因为编译器无法对a的实际类型进行推导

2.auto不能直接用来声明数组

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的C++11提供的新式for循环,还有lambda表达式等进行配合使用。

5.基于范围的for循环

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。

int main()
{int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };for (int num : a){cout << num << ' ';}return 0;
}

//这样是错的,因为数组不支持传参,传过来是一个指针,不是数组
void TestFor(int array[])
{//只能对数组使用for (auto a : array){cout << a << endl;}
}

2.迭代的对象要实现++和=的操作:(坑,以后填)

6.指针空值nullptr

NULL实际上是一个宏,在传统的C头文件<stddef.h>中

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:

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nulptr是C++11作为新关键字引入
的。
2.在C++11中,sizeof(nullptr)与 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。

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