内联函数、const、auto(C++11)、基于范围for循环(C++11)和nullptr(C++11)

本文深入探讨C++11中的关键更新,包括内联函数的效率提升、auto关键字的类型推导、基于范围的for循环简化迭代,以及nullptr解决指针空值的二义性问题。

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一、内联函数

在C语言中宏主要分为两种一种是宏常量,另外一种是宏函数。在程序运行预处理阶段,会进行宏替换。但是在C语言中宏函数不可以调试、参数检验而且容易造成副作用如后置++等、代码膨胀。所以在C++中分别用const和内联函数来替代C语言中#define定义的宏常量和宏函数。

在这里我们提到了const,那么C和C++中const有什么区别?其实在C语言中const修饰的变量本质还是一个变量,但是具有常量的属性,可以通过数组括号中的数值必须要是常量验证,可以得出C语言中const定义的就是一个变量,那么编译器就会给他分配内存。但是在C++中const完全是一个常量,是否分配内存要看具体使用情况,如果const变量的地址就需要为分配内存,否则不需要,,直接在程序中是替换操作。下面程序在预处理阶段就把a替换所以最终打印出来就是10;

内联函数是以inline关键字修饰的函数,在编译期间C++会从调用函数位置展开(宏函数是在预处理阶段),没有函数压栈操作,所以提高了程序效率;内联函数相比宏函数没有副作用以及可以调试和参数类型检测;

注意:(1)内联函数是以空间换时间的做法,省去了函数调用的开销,如果函数中存在递归,循环不会作为内联函数处理;(2)内联函数inline只是对编译器一个建议。(3)如果函数定义和声明分开在两个文件内写,而且inline只写在了声明位置,那么该函数只能在函数定义文件内部使用。

二、auto(C++11)

在早期编译器C/C++98中,auto可以定义一个自动变量,就是函数调用结束,它自己自动释放。但是由于函数本来调用结束释放栈帧就有对局部变量释放操作,所以我们基本不使用auto来定义一个变量;在C++11中auto已经发生了翻天覆地的变化,它不再是一个存储类型指示符,而是一个类型指示符,auto声明的变量在编译期间编译器会对变量的类型推导,所以auto在声明变量时要初始化。其实准确的来说auto并不是“声明”一个变量,而是一个变量类型的占位符,当编译器推导出变量类型把auto替换为具体类型。

注意:auto使用细则:(1)auto在声明一个指针时auto和auto*都可以,但是引用必须要带上&即auto&;

(2)在同一行auto定义对个变量,这些变量必须具有相同的类型,否则编译会报错。编译器只会推导第一个变量类型,然后后面的变量都以第一个为准。

auto不能推导的场景:(1)auto不能作为函数参数,编译器无法对参数类型进行推导;(2)auto不能直接用来声明数组;(3)auto不能定义类的非静态成员变量;(4)实例化模板时不能使用auto作为模板参数;

三、基于范围的for循环(C++11)

对于一个有范围的集合如数组,本来就有范围,我们在使用循环而且确定循环范围就是多余的,C++11引入了范围for循环;语法是for循环后面括号内部被“:”分成两部分,前面一部分是auto& +迭代的变量,后一部分是迭代的范围;如对数组每个元素乘2并打印;

int arr[] = { 1, 2, 3, 4 };
	for (auto& a : arr)
		a *= 2;
	for (auto& a : arr)
		cout << a << " ";

范围for循环使用条件:(1)迭代范围是确定的(2)迭代的对象要实现++和==操作;

void Fun(int arr[])
{
	for (auto& a : arr)//迭代范围不确定
		cout << a << " ";
}

四、指针空值nullptr(C++11)关键字

在之前C语言和C++98中NULL既可以表示一个字面值常量0,也可以表示一个void*的一个指针0。在这种情况下函数重载NULL可能不同的编译器有不同的处理。

C++11为了结果NULL的二义性,重新引出了nullptr,至于为什么不在NULL基础上进行修改,主要是因为不同的编译器厂商起初对于NULL的默认值可能有不同,而且修改的话,以前旧的程序也需要大量改动,所以就重新引出一个nullptr关键字。nullptr只是代表一个指针空值常量。nullptr是有类型的,类型为nullptr_t。在C++11中sizeof(nullptr)和sizeof((void*)0)大小一样。 

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