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目录
前言
引用
概念
引用的特点
常引用
引用的使用场景
做参数
做返回值
引用和指针的区别
引用和指针的不同点：
内联函数
内联函数概念
编辑
内联函数的特点
auto关键字
概念
auto使用细则
范围for循环
for范围的使用条件
指针空值nullptr
前言
从上篇文章我们开始分享C++的一些入门基础知识，讲到了关键字、命名空间等一些基础问题，今天我们继续分享一些基础知识，让大家更深入的入门C++。
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。就比如叫你有时称呼你朋友的并不会使用他的大名，而是使用他的外号，虽然两个称呼不一样但是都指的是同一个人。
- 实例
在C++中我们使用 & 符号来完成引用操作
int main()
{
int a = 10;
int& b = a;
cout << a << endl;
cout << b << endl;
return 0;
}
注意：引用类型必须和引用实体时同种类型的
-
引用的特点
- 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
//引用的特点
int main()
{
int a = 10;
//int& ra;
//不可以空引用
int& ra = a;
int& rra = a;
cout << a << endl;
cout << ra << endl;
cout << rra << endl;
//一个实体可以有多个引用
int b = 1;
ra = b;
cout << a << endl;
cout << ra << endl;
//引用一旦引用了一个实体，就再也不可以引用其他实体，否则会改变原先引用实体的值
return 0;
}-
常引用
const和引用配合使用时的注意点
//常引用
int main()
{
const int a = 10;
//int& ra = a;
const int& ra = a;
//a是常量，直接引用，会报错 要使用const修饰 引用
//int& b = 10;
const int& b = 10;
//直接引用10会报错，因为10是常量，需要用const修饰引用
double c = 3.14;
//int& rc = c;
double& rc = c;
//引用类型一定要相同
const int& rrc = c;
//隐式类型提升 并不是对c进行提升而是会产生一个临时变量
return 0;
}-
引用的使用场景
做参数
//做参数
int add(int& a, int& b)
{
return a + b;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 30;
cout << add(a, b) << endl;
return 0;
}
做返回值
//做返回值
int& count()
{
static int n = 10;
n++;
return n;
}
int main()
{
cout << count() << endl;
return 0;
}
我们来看看下面的代码
//经典的错误标准的零分
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;
} 
你们可以在自己的电脑上面尝试运行这段代码看看运行结果。
这里的运行结果为7或者随机值。我们的c没有被static修饰函数调用完成后，会销毁栈帧n会丢失，有的编译器会清理数据，有的不会，因此会产生上面的情况。
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。
-
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。
//引用和实体公用一块空间
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。
//底层是有空间的，按照指针的方式来实现的
int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
int* pa = &a;
cout << sizeof(ra) << endl;
cout << sizeof(pa) << endl;
return 0;
}
我们来看下引用和指针的汇编代码对比：
我们会发现C++中的引用和C语言中的指针非常相似，但是还是有很多的区别。
-
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
内联函数
在介绍内联函数之前我们还要温习以下C语言中的宏
#define Add(x, y) ((x)+(y))
int main()
{
int x = 1;
int y = 2;
cout << Add(x, y) << endl;
return 0;
}这是使用宏定义的一个加法表达式
宏的优点：
- 不用调用堆栈，性能高
- 代码复用性高
宏的缺点：
- 不可以调试
- 代码可读性差，可维护性差，容易误用
- 没有类型安全检查
基于宏的缺点C++使用
- 定义常量 换用const enum
- 短小函数的定义 换用内联函数
替代C语言中的宏
-
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。
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 Add
2. 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)
-
内联函数的特点
- 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，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：
- 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，就没有函数地址了或者说生成的地址不在符号表中，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
auto关键字
-
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。
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = &a;
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << 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。
-
auto使用细则
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&。
int main()
{
int a = 10;
auto& ra = a;
auto pa = &a;
auto* ppa = &pa;
cout << typeid(ra).name() << endl;
cout << typeid(pa).name() << endl;
cout << typeid(ppa).name() << endl;
return 0;
}
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()
{
auto a = 2, b = 3;
auto c = 4, d = 3.14;//c和d的类型不一样
return 0;
}
auto不能推导的场景
- 不可以做函数的参数
- 不可以直接用来声明数组
- 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。
范围for循环
我们在之前对数组初始化操作时，要得到数组的大小遍历。
int main()
{
int a[5] = { 1,2,3,4,5 };
for (int i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++)
{
a[i] *= 2;
}
for (int i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++)
{
cout << a[i];
}
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。
int main()
{
int a[] = { 1,2,3,4,5 };
for (auto &e : a)
{
e *= 2;
}
for (auto e : a)
{
cout << e << " ";
}
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。
-
for范围的使用条件
- 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。
- 迭代的对象要实现++和==的操作。(关于迭代器这个问题，以后会讲，现在提一下，没办法讲清楚，现在大家了解一下就可以了)
指针空值nullptr
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：
我们先看这段代码
void func(int)
{
cout << "func(int)" << endl;
}
void func(int*)
{
cout << "func(int*)" << endl;
}
int main()
{
func(0);
func(nullptr);
return 0;
}
什么原因呢？
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：
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。
我们对上面的代码改改：
void func(int)
{
cout << "func(int)" << endl;
}
void func(int*)
{
cout << "func(int*)" << endl;
}
int main()
{
func(0);
//func(NULL);
func((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：
- 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。
今天的内容到这里就结束了，看完这篇文章我们也算是步入C++这门语言的大门了。这两篇内容中的知识在我们以后的文章中会经常用到，希望大家细细品味，看完后有很大的收获。也希望大家留言指出我文章中出现的内容，同时也感谢各位看官的三连支持，你们的支持就是我更新的动力！！！文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-718786.html
下篇预告：类和对象！！！文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-718786.html
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