《面向对象程序设计 C++》 从C到C++

本文深入探讨C++中的引用返回与内联函数特性,讲解其工作原理与注意事项,包括如何避免局部变量引用返回的陷阱,以及内联函数如何提升程序效率。

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本系列文章是学习c++面向对象程序设计时遇到的一些需要注意的知识点,因此做个记录>=<。。。

引用返回&传值返回

  • 引用返回 &
    C++中,在默认情况下,当函数返回一个值时:
    return expression;
    expression被求值,并将该值拷贝到临时存储空间,以便函数调用者访问。这种返回方式称为传值返回
    例如:当调用以下函数

    int val1()
    {
    	//...
    	return i;
    }	
    

时,i的值将拷贝到临时存储空间,调用者获得的是i的一个副本,也就是说,如果调用函数val1:j = val1();,则i的值将拷贝到临时存储空间,然后再拷贝到j。
引用返回,返回值不拷贝到临时存储空间,甚至连return语句所用的那个存储单元对调用者而言都是可访问的。
例如:当调用以下函数

```c
int& val2()
{
	//...
	return i;
}
```

的返回类型为int&.当return语句执行后,调用者可以直接访问i。
例如:以如下方式调用函数val2j = val2();,则i的值直接拷贝到j中,与传值返回不同的是,仅产生一个副本。

  • 警告
    例如函数:
int& f()
{
	int i;
	//...
	//**** ERROR:i已经不存在了
	return i;
}

包含了一个错误。当f返回i时,i已经不存在了(因为i是局部变量)。

内联函数

关键字:inline
内联函数类似于宏拓展。当处理器拓展一个宏时,它将用宏定义替换每个宏。当宏替换或函数拓展完成后,再执行程序,这样避免了函数调用的开销,程序可以更有效地执行。使用内联函数的缺点是,如果函数很大,或很多地方都调用了这个函数,程序的可执行码将变得很大。
内联函数的拓展是通过编译器完成的。当预处理器拓展一个宏时,它只是进行简单的文本替换,而不考虑代码的语义。而编译器拓展内联函数时,需要考虑语义。
inline函数从声明开始到文件结束都是可见的。
如下程序:

#include<iostream>
using namespace std;
inline void swap(int& a,int& b)
{
    int t;
    t=a;
    a=b;
    b=t;
}
int main()
{
    int i=7,j=-3;
    swap(i,j);
    cout<<i<<" "<<j<<endl;
    return 0;
}

编译器接受以内联方式拓展swap函数的请求,对代码swap(i,j);来说不产生函数调用操作,因为swap是内联函数,编译器用swap的实现代码来替代这一行代码。

new和delete操作符

new、new[]、delete和delete[]操作符用于动态分配和释放存储空间。操作符new分配一个空间;new[]分配一个数组;delete释放由new分配的单一空间;*delete[]释放由new[]*分配的数组。这些操作符与C语言中的函数malloc、calloc和free。不同的是,**new、new[]、delete和delete[]**是内建的操作符,而不是库函数。而且,new和delete还是关键字。

  • 分配一个int存储空间,如果new分配成功,则表达式:new int
    例如:
    int* intptr = new int;

  • 分配一个int动态数组。
    例如:int_ptr = new int[50];

  • delete释放由new分配的存储空间,例如:delete int_ptr;

  • **delete[]释放由new[]**分配的存储空间,例如:delete[] int_ptr;

混用c和c++的输入/输出功能

可使用函数ios::sync_with_stdio(false);来消除这种隐患。
例如代码:

#include<cstdio>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int a=2,b=5;
	ios::sync_with_stdio(false);
	printf("%d ",a);
	cout<<b<<'\n';
	return 0;
}
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