【C++】入门基础（引用、inline、nullptr）

目录

一.引用

1.引用的定义

2.引用的特性

3.引用的使用场景

4.const引用

5.引用和指针的区别

二.inline

 三.nullptr

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一.引用

1.引用的定义

引用不是新定义一个变量，而是给已经存在的变量取一个别名，编译器不会给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。简单来说，引用就是起别名，例如水浒传中林冲又名豹子头，这就是取别名，同时，林冲死了也就意味着豹子头死了，两者指向的都是同一个人。

用法：类型&引用别名 = 应用对象；

int main()
{//对a起别名b和cint a = 0;int& b = a;int& c = a;cout << a << endl;cout << b << endl;cout << c << endl;cout << &a << endl;cout << &b << endl;cout << &c << endl;return 0;
}

2.引用的特性

1. 引用在定义的时候必须初始化。因为引用是一个别名，它的存在建立在主体存在的基础上，也就是说必须引用一个已经存在的对象，否则会引起编译报错。

2. 一个变量可以有多个引用。正如一个人可以有多个外号，但这些引用都指向同一个对象。

3. 引用一旦引用另一个实体，就不能再引用其他实体。引用一旦建立，就不能更改为其他实体的引用，这种“偷外号”的行为是不允许发生的。

4. 允许引用其他引用。例如：int& b = a,int &c = b;此时就是c引用了b，但b也是引用的a,此时，b,c都是a的别名。

int a = 0;
int& b = a;
int c = 20;
//b已经引用a的情况下，不能更改为引用c
//以下直接看作赋值
b = c;
cout << a << endl;
cout << b << endl;
cout << c << endl;

3.引用的使用场景

引用在实践中主要是用于引用传参和做返回值，能够减少拷贝提高效率，同时能够改变引用对象和被引用对象。

引用传参跟指针传参的功能是类似的，但引用传参看着更简洁也更方便。例如，对于Swap函数的实现而言，引用传参可以这样实现：

void Swap(int& a, int& b)
{int tmp = a;a = b;b = tmp;
}

引用返回值就要看使用场景了，例如在栈（Stack）的实现中，有一个函数叫STTop用于得到栈顶元素，返回值是int，只是一个数值的拷贝，具有常性，无法做左值，即无法进行修改。

但若返回值改为int&，那么此时就是对返回的栈顶元素取别名，那么就可以进行修改了。如下所示

typedef int STDatatype;
typedef struct Stack
{int* a;int capacity;int top;
}ST;//直接引用传参
void STInit(ST& rs, int n = 4)
{rs.a = (STDatatype*)malloc(sizeof(STDatatype) * n);rs.capacity = n;rs.top = 0;
}void STPush(ST& rs, STDatatype x)
{rs.a[rs.top] = x;rs.top++;
}//int STTop(ST& rs)
//{
//	return rs.a[rs.top - 1];
//}int& STTop(ST& rs)
{return rs.a[rs.top - 1];
}
int main()
{ST s;STInit(s,4);STPush(s, 1);STPush(s, 2);STTop(s) = 4;return 0;
}

4.const引用

const引用可以用来引用普通对象，普通对象是能读能写，但const引用后，引用是只读不写，注意：对象本体还是可以写的，只是引用（别名）用const修饰了不能写，这叫权限缩小。

const引用也可以用来引用const对象，此时就叫权限平移，因为引用和本体的权限是相同的，都被const修饰，只能读不能写。

普通引用不能用来引用const对象，这是权限放大。原本本体就不能被修改，但引用后反而能被修改了，这合理吗？这种写法是禁止的，也会进行如下报错。

 引用临时对象需要使用const引用。什么是临时对象？临时对象出现在以下这几种情况：

类型转化：如下double类型转化为int引用

double a = 1.1;

const int& b = a;

表达式结果：如下a*3就是一个表达式，需要临时对象储存结果

int a = 1;

const int& b = a*3;

5.引用和指针的区别

1. 引用必须初始化，指针建议初始化，但语法上不是必须的
2. 引用不开辟空间，但指针是储存一个变量地址，需要开空间
3. 初始化后引用不可修改指向对象，而指针可以修改指向对象
4. 引用直接访问指向对象，指针需要解引用才能访问
5. sizeof时，引用是引用对象类型的大小，而指针始终是地址空间所占的字节个数（32位下是4字节，64位下是8字节）
6. 引用更加安全，指针容易出现空指针和野指针的问题

二.inline

使用inline修饰的函数就是内联函数，编译时编译器会将其在调用的地方展开，这样调用内联函数就需要建立栈帧了，可以提高效率。inline就是为了替代C语言中宏函数而实现的，宏函数实现很复杂而且容易出错，不方便调试，inline才运营而生。

当然inline对于编译器而言只是一个建议，是否展开取决于编译器本身，一般来说，inline适用于频繁调用的短小函数，对于递归函数，代码较多的函数，就算加上inline编译器也会选择忽略。

line不建议声明和定义分离到两个文件，分离会导致链接错误。但可以在同一个项目的不同源文件内定义函数名相同但实现不同的inline函数。

注：class类中的函数默认是inline

 三.nullptr

在C语言中，NULL其实是一个宏，它的定义是：

#ifndef NULL#ifdef __cplusplus#define NULL    #else#define NULL    ((void *)0)#endif#endif

 那么在使用时就会产生歧义，例如在调用空值的指针时，就有可能调用到int类型的重载函数，例如：

void f(int x)
{cout << "f(int x)" << endl;
}
void f(int* x)
{cout << "f(int* x)" << endl;
}
int main()
{f(0);f(NULL);return 0;
}//结果是两次都是调用的f(int x)

因此在C++11中引入了nullptr，这是一个特殊的关键字，它可以转化为任意类型的其他指针类型，但不能转化为整数类型，这就避免上图的出错。 

看到这里，就能对有了一定的C++基础知识，但还不算入门，接下里我会持续更新类和对象的内容，那才是面向对象编程的精髓。感谢观看，欢迎关注。