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cpp基础(2)

C++基础

cpp基础(2)
引用
内联函数

引用

概念与特性

举个例子先，一个人可以有很多别名，比如catjuicy又名猫汁、猫老菩萨、猫大左等等，如果在大街上喊这些名字，都会说同一个人来回应。因此，cpp开启了一个全新的概念：引用(cite) ，使用方法如下：

void test()
{
   int m = 0;
   int& z = m;
}

z便是引用类型，意味着z是m的别名，他们是一体的，引用类型也必须和引用的实体是同种类型的。

如果此时对z进行修改，m和z的值都会被同时修改，因为他们是一样的，连地址都是相同的，这与c中的指针类型很像但是不完全一样，因为引用更浅显易懂，而且方便使用。

此外，引用时有3点要注意：
1.引用在定义时必须初始化
2.一个变量可以有多个引用
3.引用一旦引用一个实体，就不可以引用其他实体

常引用

老样子，举个例子先：

void test()
{
   const int m = 1;
   //int& rm = m; //不可以
   const int& rm =m;//可以

   //int& rz = 96; //不可以
   const int& rz =96;//可以

   double d =6.4;
   //int& rd =d; //不可以
   const int& rd = d;//可以
}

下面来做解释，引用的范围只可以缩小不可以扩大。
第一个，因为m是const只读类型的，所以m不可以是int&的引用，因为int&是既可以读又可以写，属于范围扩大，所以只可以使用同种const只读类型的引用；
第二个，因为96是一个常数，是不可以修改的，同样也只可以使用const只读类型的引用来引用96；
第三个，因为double是八字节类型的，而且存储方式和整形int类型天差地别，但是有人会问了，double a = 8.8; int b = a;这个算什么呢，其实，a会先创造出一个int的整形临时变量，把整型值赋予到这个临时变量中，b再等于这个临时变量。不用想，这个int整形临时变量肯定也是只读的，因此，可以使用const只读引用来引用。

使用场景

讲了这么多，相信有慧根的各位已经想到了引用的用法：
1. 作为函数参数
2. 作为函数的返回值
没错，正是这样，举两个例子先：

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

and

int& count()
{
    static int n = 0;
    n++;
    return n; 
}

第一个如图所示，放弃了传统的指针类型，而是采用引用便可以达到和指针一样的效果。
第二个如图所示，但是注意n一定要设置为static全局变量，不然出了栈帧n会销毁，因此如果再次调用其他函数会导致函数返回值变成随机值。所以：如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象未返还给系统，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，那么必须使用传值返回。

效率

如大家所想，参数传引用和传值效率相比，传引用必然更快，因为地址都相同，不会重复创建新的临时变量，自然快人一步；
同时，函数返回值使用引用or值返回自然效率也会不同，与上面同理；
但是，传引用和传指针，函数返回值返回引用和指针，二者效率相差不多，因为底层原理都相似。

引用与指针的区别

在语法层面，引用只是一个别名，不会独立开辟空间，而是和原本的实体共用一块空间，但是仔细一想，这怎么可能呢，创造一个新变量怎么会电脑会没有变化呢？当然，下面来从底层实现来解释一下：
在底层逻辑中，引用和开辟新指针的汇编代码是完全一样的，这意味着，其实引用本质和指针就是同一种操作，只不过是cpp的创始人为了理解更方便而创造出的概念，但是底层实现还是一模一样的，（感觉像cpp创始人给开辟指针来了一个引用）。
当然，也是使用方面肯定有区别的，区别如下：
在这里插入图片描述

内联函数

相信在c中，大家都记得宏定义(define) ，当然，我来简单写一个宏定义的add函数好了，#define ADD(a, b) ((a)+(b)),肯定会有人说，这么多的括号甚是麻烦，还要注意很多细节，有没有别的办法呢？
当然！cpp设置了全新的内联函数，只需要在函数定义or声明前加一句online，便可以轻松实现和宏定义类似的功能，举个例子先：

inline int ADD(int a , int b)
{
     return a+b;
}

开始介绍，inline对于编译器只是一个建议，如果函数过长 （一般编译器会认为10行以上算长） 或者函数内部有循环or递归时，编译器便会不采用像宏定义一样直接展开，而是在程序编译时的链接环节时调用函数地址从而调用函数，这是很聪明的做法。

inline和宏定义一样，都是以空间换时间，省去调用函数额外的开销，但是inline不可以声明和定义相分离，举个例子：如果有一个add.h和add.cpp的话，add.h写函数声明但是add.cpp写函数的定义。
那么，不管inline写在那个文件里面，在test.cpp中整体的函数都是运行不了的，原因是如果inline的话函数不会生成地址，那么在编译的链接环节时根本找不到相关的函数。当然了，如果非要写的话，只能写在add.h中，因为在编译中的预编译阶段中会将add.h这些头文件展开，这样才可以看到内联函数。