【C++】内联函数、auto、范围for

1.内联函数

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。

下面的代码就是不使用内联函数，会建立栈帧。

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。
注意：Debug下，默认是不展开的，因为展开以后不方便调试。需要设置编译器。

此时，汇编代码中是没有call指令的，函数展开了。

2. 特性

• 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。
  • 如果函数的规模较大(不建议展开)，展开以后，编译出来的可执行程序就会变大。
• 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。（可以理解为：内联函数没有地址，它已经被展开了）

【面试题】 宏的优缺点？
优点：

• 增强代码的复用性。
• 提高性能。

缺点：

• 不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）
• 导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。
• 没有类型安全的检查 。

C++有哪些技术替代宏？

1. 常量定义 换用const、enum
2. 短小函数定义 换用内联函数

2.auto关键字

2.1auto简介

随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，经常体现在：

1. 类型难于拼写
2. 含义不明确导致容易出错

有的同学也许也会想到，可以使用typedef 给较长的类型取别名，但是这种方法是有缺陷的，例如：

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？

早期的auto关键字虽然是用来声明具有自动存储器的局部变量，但是我不写auto它也是局部的，何必自找麻烦。

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。

typeid是一个关键字，用来获取一个表达式的类型信息。

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。

2.2auto的注意事项

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。

2.3auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数

若auto作为参数，那形参是什么类型呢？编译器是不知道的，编译时就不知道栈帧要开多大

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中被废弃了)，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C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用。

3.基于范围的for循环(C++11)

1. 范围for简介

在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：

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。

要想改变数组中的元素，需要使用引用

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。

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。
注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定

void TestFor(int array[]){for(auto& e : array)//errorcout<< e <<endl;}

4.指针空值nullptr(C++11)

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

void TestPtr()
{int* p1 = NULL;int* p2 = 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：

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。

1. 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。

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。