【C++初阶】C++入门（下）

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🌼文章目录🌼

6. 引用

    6.1 引用的概念

    6.2 引用特性

    6.3 常引用

    6.4 使用场景

    6.5 传值、传引用效率比较

    6.6 引用和指针的区别

7. 内联函数

    7.1 内联函数的概念

    7.2 特性

8. 指针空值nullptr

6. 引用

    6.1 引用的概念

  引用不是定义一个新的变量，而是给一个已有的变量取别名，因此引用并不会开辟额外的空间，它跟它引用的变量共用一块空间。举个简单的例子：有个人名字叫张小明，在家里他爸妈给他取了一个小名叫明明，在学校同学们给他取了个名字叫小明，这里的明明和小明都可以理解为张小明的引用，它们所指向的对象都是张小明。

  引用：类型 & 引用变量名 ＝ 引用实体：

因为pa就是a，所以改变pa的值自然也就会改变a的值，因为操作pa就是在操作a：

  注意：引用类型必须和引用对象是相同类型的！

    6.2 引用特性

① 引动在定义时必须初始化，换句话说，引用必须指向一个对象，不能空引用

② 一个变量可以有多个引用，这点也很好理解，就像上面的张小明，在家里他爸妈叫他明明，在学校同学叫他小明:

③ 引用一旦指向了某个对象，则不能再更改引用的对象

    6.3 常引用

① 权限放大：

  由此可以知道权限放大是错误的，不合法的。

② 权限缩小：

  由此可以知道权限缩小是合法的。

    6.4 使用场景

① 做参数

  在过去我们学习C语言时，想要将两个变量的值进行交换，我们写出的交换函数是这样的：

会不会觉得这样挺麻烦的，又要进行取地址操作&，又要进行解引用操作。

现在，我们学习了引用之后，我们就可以这样写：

能够这样写的原理就是上面说的，引用是对一个变量取别名，对这个别名的操作就是对变量本身的操作。

② 做返回值

    6.5 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。

    6.6 引用和指针的区别

  引用是变量的一个别名，并不会开辟额外的空间，它和它引用的对象共用一块空间，对引用的操作就是对变量的操作，属于直接操作，而指针是一块地址，它保存所指向对象的地址，因此指针开辟了额外的空间，对变量操作需要对指针解引用，因此属于间接操作。引用在定义时必须初始化，而指针初不初始化都行；不能出现空引用，可以出现空指针；在sizeof中引用的大小就是所指向对象类型的大小，而指针始终为地址所占的空间大小(32位平台下为4个字节)；

总结：

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，指针可以不初始化

③ 引用在指向了一个对象后不能再更改，而指针可以随便指向任何同一类型的对象

④ 不能出现空引用，可以出现空指针

⑤ 在sizeof中的含义不同：引用为指向对象类型的大小，指针固定为地址的大小(32位平台下为4个字节)

⑥ 对引用的操作就是对变量的直接操作，指针对变量操作需要解引用，属于间接操作

⑦ 引用比指针使用起来相对更加安全

7. 内联函数

    7.1 内联函数的概念

  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将其展开(不是一定的，这取决于编译器是否将其看作内联函数)，没有函数调用建立的栈帧开销，因此内联函数提升了运行的效率。

  如上图，没有使用内联函数时，反汇编中会有一句call指令，这说明编译器为这个函数开辟了一块栈帧，产生了空间的消耗。

  如上图，使用内联函数后，编译器会将内联函数展开，因此没有了栈帧的创建。

    7.2 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作内联函数处理，在编译阶段，编译器会将内联函数展开。缺陷：可能会使代码量变大；优点：少了栈帧的创建，提高了运行效率。

② inline对于编译器来说只是一种建议，编译器是否会将其看作是内联函数取决于编译器本身，不同的编译器判断不一样。一般：当函数规模较小、非递归、函数频繁调用时可以采用inline修饰，否则编译器可能不会将其看作为内联函数。下图为《C++ Prime》第五版对inline的建议：

③ inline不建议声明和定义分离，如果将inline的声明和定义分离会导致链接错误。因为当inline被展开后就没有了地址(没有开辟栈帧)，链接时就找不到它。

8. 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：

  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，在C++中，NULL为常量0；在C语言中，NULL为void*类型的常量。但是无论是哪种形式，在使用NULL时都不可避免会遇到一些麻烦，比如：

  可以看到，func(NULL)的调用初衷是想调用第二个func，但是却调用了第一个，这就产生了歧义。

  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。

  因此在C++中，我们最好使用nullptr关键字来替代NULL。nullptr是专门用于指针类型的指针，而NULL即能代表常量0，又能代表(void*)类型的常量，出现歧义。

  注意：

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作为关键字引入的。

② 在C++11中，sizeof(nullptr)与sizeof((void*)0)所占字节大小相同。

③ 为了提高代码的健壮性，在后续表示指针空指时最好都使用nullptr。

                                                  创作不易，点个赞呗，蟹蟹啦~