【C++】【类与对象知识整理】（一）

在之前我确实没有什么做笔记的习惯，但是在接触C++了之后，发现有很多很细节的东西，如果不做笔记的话复习会相当的麻烦，所以我觉得开始记录笔记，也希望对大家有所帮助（笔芯❤）

• 临时变量

	//权限可以平移可以缩小不可以放大
	double d = 12.34;
	//类型转换会生成临时变量
	int i = d;

	const int& r = d;
	//临时变量具有常性，不可以修改

	int x = 0, y = 1;
	x + y;  //如果不用值来接受，也是会产生临时变量的
	const int& r2 = x + y;

• 开空间

	int a = 0;    
	int& b = a;        //语法上不开空间

	int* p = 0;      //语法上要开空间 

初步通过汇编来理解

1. [a] 的空间放到 eax 然后再放到 [b] 上 --> （可以看出引用在底层是一样的）
2. lea 👉 取地址
3. 转换成汇编了之后引用就相当于指针了

结论： 引用不开空间，指针才需要开空间

---

• 引用和指针的不同点:

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，指针没有要求

3. 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

4. 没有NULL引用，但有NULL指针

5. 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)

6. 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

7. 有多级指针，但是没有多级引用

8. 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

9. 引用比指针使用起来相对更安全，到后期C++中引用会用的更多一点，但是不能完全替代。（例如链表）

🔺在结论四中也有特殊情况，虽然下面 r 确实存入空指针但其实是不会报错的

⭐语法上看起来有解引用，其实并没有

🔺结论五

	int a = 0;
	int& b = a;
	cout << sizeof(b) << endl;
	cout << sizeof(int&) << endl;

---

• 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。

void swap(int& a, int& b)
{
	//...
}

// 频繁调用的小函数
// c语言使用宏函数解决

#define ADD(a, b) ((a) + (b))
//为什么不能加分号 -> 替换的时候会多加一个分号
//为什么要加外面的括号 -> 表达式优先级
//为什么要加里面的括号 

内联会让我们调用的函数进行展开

//Debug版本下面默认不展开 -> 方便调试
inline int Add(int a, int b)
{
	int ret = a + b;
	return a + b;
}

int main()
{
	int c = Add(1, 2);
	cout << c << endl;
	return 0;
}

_{怎么判断无法展开，下图中，只要是callAdd就说明没有展开}

总结内联：

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。
3. 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。

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

4. 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。

/ 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

其实内联函数是没有地址的哟

【面试题】
宏的优缺点？
优点：
1.增强代码的复用性。
2.提高性能。
缺点：
1.不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）
2.导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。
3.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

---

• auto关键字（C++）

int j = 0;
// 右边初始化自动推导类型
auto i = 0;

👉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

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。

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 TestAuto()
{
	return 10;
}
int main()
{
	int a = 10;
	auto b = a;
	auto c = 'a';
	auto d = TestAuto();
	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;
	//auto e; 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化
	return 0;
}

细节： aoto* 指定必须是指针

🔺【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的使用细则

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 x = 10;
    auto a = &x;
    auto* b = &x;
    auto& c = x;

    //typeid 可以查看类型
    cout << typeid(a).name() << endl;
    cout << typeid(b).name() << endl;
    cout << typeid(c).name() << endl;

    *a = 20;
    *b = 30;
    c = 40;
    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。

void TestAuto()
{
	auto a = 1, b = 2;
	auto c = 3, d = 4.0;  // 该行代码会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同
}

• aoto不能推导的场景

1. aoto不能作为函数的参数

// 此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导
void TestAuto(auto a)
{}

2. auto不能直接用来声明数组

void TestAuto()
{
	int a[] = { 1,2,3 };
	auto b[] = { 4，5，6 };
}

_{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。}

• 基于范围的for循环(C++11)

	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	//C++11 范围for
	//自动取数组array中， 赋值给e
	//自动++， 自动判断结束
	for (auto e : array)
		cout << e << " ";
//不支持倒序遍历

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。

---

• C++98中的指针空值

·C++中，用 nullptr 来代替 NULL·