C++学习之路（十）

第8章 函数探幽

1.C++内联函数：使用关键字inline进行标识
inline double square(double x) { return x*x; }
2.引用变量（主要用途：函数的形参。通过将引用变量用作参数，函数将使用原始数据，而不是其副本）
引用的声明：

int rats=101;
int & rodents=rats;

引用和指针的差别：必须在声明时将其初始化，而不能像指针那样，先声明，再赋值

int & rodents=rats;
int * const pr=&rats;          //引用更接近const指针，必须在创建时进行初始化 

3.临时变量
如果引用参数是const，则编译器将在下面两种情况下生成临时变量：
（1）实参的类型正确，但不是左值；
（2）实参的类型不正确，但可以转换为正确的类型

double refcube(const double &ra)
{     
      return   ra*ra*ra;
}
double side=3.0;
double *pd=&side;
double &rd=side;
long edge=5L;
double lens[4]={2.0,5.0,10.0,12.0};
double c1=refcube(side);           //ra is side
double c2=refcube(lens[2]);        //ra is lens[2]
double c3=refcube(rd)                 //ra is rd is side
double c4=refcube(*pd)               //ra is pd is side
double c5=refcube(edge)            //临时变量
double c6=refcube(7.0)                //临时变量
double c7=refcube(side+10.0)      //临时变量

将引用参数声明为常量数据的引用的理由有三个：
（1）使用const可以避免无意中修改数据的编程错误；
（2）使用const使函数能够处理const和非const实参，否则将只能接受非const数据；
（3）使用const引用使函数能够正确生成并使用临时变量。
4.将引用用于结构
为何要返回引用？（如果accumulate()返回一个结构，而不是指向结构的引用，将把整个结构复制到一个临时位置，再将这个拷贝复制给dup。但在返回值为引用时，将直接把team复制到dup，其效率更高）
返回引用时需要注意的问题？（应避免返回函数终止时不再存在的内存单元引用）：
（1）返回一个作为参数传递给函数的引用：作为参数的引用将指向调用函数使用的数据，因此该引用也指向这些数据。
（2）使用new来分配新的内存空间。（容易忘记使用delete()来释放内存）
为何将const用于引用返回类型？（不希望修改结构内容）
5.将引用用于类对象
将C—风格字符串用作string对象引用参数（程序怎么能接受将char指针赋给string引用呢？）
（1）string类定义了一种char*到string的转换功能，这使得可以使用C-风格字符串来初始化string对象；
（2）类型为const引用的形参的一个属性。假设实参的类型与引用参数类型不匹配，但可被转换为引用类型，程序将创建一个正确类型的临时变量，使用转换后的实参值来初始化它，然后传递一个指向该临时变量的引用。如果形参类型为const string &，在调用函数时，使用的实参可以是string对象或C—风格字符串，如用引号括起的字符串字面量、以空字符结尾的char数组或指向char的指针变量
6.对象、继承和引用
继承：使得能够将特性从一个类传递给另一个类的语言特性被称为继承
（ostream是基类，ofstream是派生类，派生类继承了基类的方法，这意味着ofstream对象可以使用基类的特性，如格式化方法precision（）和setf()）
继承的另一特征：基类引用可以指向派生类对象，而无需进行强制类型转换
方法setf()能够设置各种格式化状态（例如，方法调用setf(ios_base::fixed)将对象置于使用定点表示法的模式；setf(ios_base::showpoint)将对象置于显示小数点的模式，即使小数部分为0。方法precision()指定显示多少位小数（假定对象处于定点模式下））。所有这些设置都将一直保持不变，直到再次调用相应的方法重新设置他们。
方法width()设置下一次输出操作使用的字段宽度，这种设置只在显示下一个值时有效，然后恢复到默认设置。默认的字段宽度为0，意味着刚好能容纳要显示的内容。
7.何时使用引用参数
使用引用参数的主要原因有：
（1）程序员能够修改调用函数中的数据对象；
（2）通过传递引用而不是整个数据对象，可以提高程序的运行速度
对于使用传递的值而不作修改的函数：
（1）如果数据对象很小，如内置数据类型或小型结构，则按值传递
（2）如果数据对象是数组，则使用指针，并将指针声明为指向const的指针
（3）如果数据对象是较大的结构，则使用const指针或const引用，以提高程序的效率，这样可以节省复制结构所需要的时间和空间
（4）如果数据对象是类对象，则使用const引用。
对于修改调用函数中数据的函数：
（1）如果数据对象是内置数据类型，则使用指针
（2）如果数据对象是数组，则只能使用指针
（3）如果数据对象是结构，则使用引用或指针
（4）如果数据对象是类对象，则使用引用。
8.默认参数：将值赋给原型中的参数。例如，left()的原型如下：
char *left(const char *str, int n=1);
注意：对于带参数列表的函数，必须从右向左添加默认值，即要为某个参数设置默认值，则必须为它右边的所有参数提供默认值；实参按从左到右的顺序依次被赋给相应的形参，而不能跳过任何参数。
9.函数重载：
默认参数使用不同数目的参数调用同一个函数，而函数多态（函数重载）使用多个同名的函数
函数重载的关键在于函数的参数列表——函数特征标
（1）使用被重载的函数时，需要在函数调用中使用正确的参数类型
（2）编译器在检查函数特征标时，将把类型引用和类型本身视为同一特征标
（3）匹配函数时，并不区分const和非const变量
（4）函数返回类型不同，但特征标也必须不同
（5）是特征标，而不是函数类型使得可以对函数进行重载
（6）当函数基本上执行相同的任务，但使用不同形式的数据时，才应采用函数重载
（7）可以使用名称修饰来跟踪函数重载，它根据函数原型中指定的形参类型对每个函数名进行加密
10.函数模板
函数模板允许以任意类型的方式来定义函数。例如，可以建立一个交换模板：

template <typename AnyType>
void Swap(AnyType &a, AnyType &b)
{
     AnyType temp;
     temp=a;
     a=b;
     b=temp;  
}

注意：模板并不创建任何函数，而只是告诉编辑器如何定义函数
11.重载的模板：被重载的模板的函数特征标必须不同
12.显示具体化：具体化函数定义——称为显式具体化，当编译器找到与函数调用匹配的具体化定义时，将使用该定义，而不再寻找模板。
（1）对于给定的函数名，可以有非模板函数、模板函数和显示具体化模板函数以及它们的重载版本；
（2）显示具体化的原型和定义应以template<>打头，并通过名称来指出类型；
（3）具体化优于常规模板，而非常规模板优于具体化和常规模板。

//non template function prototype
void Swap(job &, job &);
//template prototype
template <typename T>
void Swap(T &, T &);
//explicit specialization for the job type
template<> void Swap<job>(job &, job &);
或者template<> void Swap(job &, job &);

13.实例化和具体化
编译器使用模板为特定类型生成函数定义时，得到的是模板实例。模板并非函数定义，但使用int的模板实例就是函数定义。这种实例化方式被称为隐式实例化。
隐式实例化、显示实例化和显示具体化统称为具体化。它们的相同之处在于，它们表示的都是使用具体类型的函数定义，而不是通用描述。
14.重载解析（编译器选择使用哪个函数版本）
（1）创建候选函数列表：其中包含与调用函数的名称相同的函数和模板函数
（2）使用候选函数列表创建可行函数列表。这些都是参数数目正确的函数，为此有一个隐式转换序列，其中包括实参类型与相应的形参类型完全匹配的情况。例如，使用float参数的函数调用可以将该参数转换为double，从而与double形参匹配，而模板可以为float生成一个实例
（3）确定是否有最佳的可行函数。如果有，则使用它，否则该函数调用出错
重载解析将寻找最匹配的函数。如果只存在一个这样的函数，则选择它；如果存在多个这样的函数，但其中只有一个非模板函数，则选择该函数；如果存在多个合适的函数，且它们都为模板函数，但其中有一个函数比其他函数更具体，则选择该函数；如果有多个同样合适的非模板函数或模板函数，但没有一个函数比其他函数更具体，则函数调用是不确定的，是错误的；如果不存在匹配的函数，则也是错误的。
15. 模板函数的发展

int x;
decltype(x) y;       //make  y  the  same  type  as   x
decltype(x+y)   xpy=x+y;

16.C++后置返回类型

double h(int x, float y);
auto  h(int x, float y) ->double;

->double被称为后置返回类型。其中，auto是一个占位符，表示后置返回类型提供的类型

template<class T1, classT2>
auto gt(T1  X, T2  y)->decltype(x+y)
{
    .....
    return   x+y;	
}