c++入门
前面两篇文章分别讲述了c++的一些新特性,例如命名空间、引用、函数重载、缺省参数等。接下来,本篇文章还会继续为大家介绍c++为了解决c语言的缺点做出的解决方法(新特性)。
文章目录
1.内联函数
1.1内联函数概念
以inline修饰的函数就叫做内联函数,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。
内联函数的使用方法如下:
//用inline修饰Add函数 inline int Add(int x, int y) { return x + y; } int main() { int sum = Add(10, 20); return 0; }注意:inline不建议声明和定义分离,这样做会导致连接错误。因为inline被展开后就没有函数的地址了,使得函数链接不成功。
//错误的使用 //test.h inline int fun1(int x, int y); //test.c inline int fun1(int x, int y) { int a = x + y; return a; }
1.2特点
- 内联函数inline是一种以空间换时间的做法,将频繁调用的实现简单的且不是递归的函数做内联函数处理,在编译阶段,编译器会用函数体替换函数调用。
- 内联函数inline对于编译器来说只是一个建议,不同编译器对于inline实现的机制可能会有不同,一般建议将函数实现简单、不是递归、频繁调用的函数使用inline函数进行修饰。因为inline对于编译器来说只是建议,而编译器可以选择忽略这个建议。
- 综上所述,当函数内部的实现较为复杂是,若使用inline进行修饰可能会使目标文件变大;相反,正确使用inline内联函数可以减少调用的开销,提升程序运行效率。
1.3内联函数与c语言中宏的区别
一般来说,宏只能做简单的函数或者标识符常量替代,实际使用上也需要特别关注定义所要替代的值,例如下面代码:
#define SUM(x, y) (((x)+(y)) * 10)可见,在c语言中定义一个宏函数需要非常注意替代的值,因此需要加大量的括号保证数据的准确性。
而在c++中的inline内联函数可以将函数直接展开,函数内部的操作可以正常进行操作。
在实际使用方面,宏也有不少缺点:
- 由于预编译阶段就进行了替换,因此不方便调试宏
- 可能会导致代码可读性差,可维护差,容易误用
- 没有类型安全的检查
相反,内联函数可以进行调试,且可读性、可维护性都较好,正常使用也像定义函数一样,但是内联函数也仅仅只是建议,具体的实现还需要编译器做决定。
2.auto关键字(C++11)
2.1auto简介
在早期的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,但遗憾的是一直没有人去使用它。为了避免混淆,C++11为auto只保留了下面更新后的用法。
在C++11的更新中,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 main() { int a = 0; double b = 1.23; auto aa = a; auto bb = b; return 0; }Tips: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并不是一种类型的声明,而是一个类型声明时的“占位符”,编译器在编译期间会将auto替换为变量实际的类型。
2.2auto在使用中容易出现的问题
auto与指针和引用结合起来使用
用auto声明指针类型时,auto和auto*没有区别,但是用auto声明引用类型时则需要加&
int main() { int a = 10; auto b = &a; auto* c = &a; auto& d = a; return 0; }在同一行定义多个变量
挡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,然后用推到出来的类型定义其他变量
auto x = 1, y = 0; auto z = 1.1, f = 0;//错误的用法
2.3auto不能推导的场景
auto不能作为函数的参数
编译器无法对函数参数的实际类型进行推导,因此auto不能作为形参类型,下列代码在语法阶段会报错
void test(auto a){}auto不能直接用来声明数组
int a[] = { 1,2,3 }; auto b[] = { 1,2,3 }; //错误的用法
3.基于范围的for循环(C++11)
由于C++11更新了auto的新用法,for循环的使用也因此增加了新的玩法。
在C++11中引入了基于范围的for循环,使用方法如下:
int main() { int a[] = { 7,5,4,2,6,8,9,1,3 }; // for (auto 用于迭代的变量 : 被迭代的范围) //注意:变量和范围之间的符号为“:” for (auto n : a) { cout << n << " "; } return 0; }代码结果如下:
注意:使用范围for时,需要注意for循环迭代的范围必须是确定的。对于数组而言,就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围;对于类而言,应该提供begin和end的方法,begin和end就是for循环迭代的范围。
4.空指针nullptr(C++11)
在c++11之前,我们一般使用NULL作为空指针,但NULL实际上时一个宏,在C语言的头文件中,NULL会出现被定义为字面常量0,或者被定义无类型指针的常量。根据C语言头文件stddef.h中可以看到代码的定义如下:
#ifndef NULL #ifdef __cplusplus #define NULL 0 #else #define NULL ((void *)0) #endif #endif在C++98中,字面常量0既可以是整形,也可以是无类型的指针(void *)常量,但是编译器默认情况下将看成是一个整形常量,如果要将其按照指针的方式来使用,必须对其进行强制类型转换(void *)0来使用。
0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif在C++98中,字面常量0既可以是整形,也可以是无类型的指针(void *)常量,但是编译器默认情况下将看成是一个整形常量,如果要将其按照指针的方式来使用,必须对其进行强制类型转换(void *)0来使用。 因此,在C++11中加入了nullptr作为空指针代替NULL,避免可能会出现的问题。
本文介绍了C++中内联函数的概念、特点以及与C语言宏的区别,展示了auto关键字的新用法,包括自动类型推导、指针和引用的结合,以及C++11中的基于范围的for循环和空指针nullptr。

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