C/C++语言中的几个区别

本文深入探讨了C++中的指针和引用的区别,从语义、内存分配到汇编层面的实现。同时,解释了#define与inline的区别,以及C++支持函数重载的原因——函数名粉碎规则。此外,讨论了C++中的new、delete与C语言中malloc、free的使用,并对比了它们的异同。最后,提到了C11的auto关键字和decltype的功能。

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指针和引用的区别

语义语法规则

  1. (语法方面)指针:存储某个实例(变量或对象)的地址;引用:某个实例的别名;
  2. (内存方面) 程序为指针变量分配内存区域;而不为引用分配内存区域。
  3. 指针变量的值可以发生改变,引用在定义时初始化,之后无法改变
  4. 指针变量的值可以为空,而没有空引用,因此,在使用指针时要判空,使用引用时不用判空
  5. 指针有多级指针,而引用没有多级引用

从汇编层次理解

  • 源码
int main(){
    int a = 10;
    int* ip =  &a;
    int& b = a;
    *ip = 100;
    b =  200;
    return 0;
}
  • 汇编
    在这里插入图片描述
    从汇编代码上可以看出引用和指针在汇编层次是一样的
    可以理解为:
int fun(int& x){    ->int fun(int* const x){
	int* ip = 100;  ->   int *ip = 100;
	x = *ip;        ->   *x = 100;
	}               
int main(){
    int a = 10;
    int* ip =  &a;
    int& b = a; ->int *const b = &b;
    *ip = 100;
    b =  200;
    return 0;
}

define 和 inline 的区别

替换时间

define 是在预编译阶段进行替换,inline是在编译和链接阶段进行

define 具有副作用

define 具有副作用只是根据字符串进行简单的替换,应此会具有副作用,同时不会进行类型的检查

为什么c++可以重载而c不行

  • 根本的原因是:c++的函数名粉碎规则较为彻底,也就是说编译之后函数名相同但参数列表不同的函数的标志名是不同的,因此编译器可以据此进行对同名函数的区分;

C++语言的函数名粉碎规则

__cdecl 调用约定

  1. 以?号标识函数名的开始,后跟函数名
  2. 函数名后面跟@@YA标识参数标的开始,后跟参数表
  3. 参数表的代号表示:

X - void
D - char
H - int
J - long
M - float
_N - bool …
PA - 表示指针后面的代号表示类型

  1. 参数表的第一项为该函数的返回值
  2. 参数表以@Z结束,无参数则Z标识结束

c函数名字粉碎规则

  • 在函数名前加_

c++的函数名字粉碎规则较为彻底,因此可以进行函数的重载

左值、右值、右值引用

左值:可以取地址,有名字的值
右值:无名的量
右值引用:int&& x = 10;(不是引用的引用)
在这里插入图片描述

C++中的new 、delete 与 C语言中的malloc、free

  • 可执行程序(进程)的虚拟地址空间
    可执行程序(进程)的虚拟地址空间
  • 内核:操作系统
  • 栈区:函数的形参,非静态局部变量,函数现场保护数据等,栈是向下增长的。
  • 共享库的内存映射区域:用于装载一个共享的动态内存库。用户可使用系统接口创建共享内存,做进程间通信。
  • 堆区:用于程序运行时动态类型的分配,堆可以向上增长。
  • 数据段:存储全局数据和静态数据,分为.bss和.data。
  • 代码段:可执行的程序(机器指令)和常量数据

new 的使用方式【1】、【2】、【3】

【1】:new运算符的使用 T* p = new T;

int main(){
	int n = 10;
	int * ipa = new int(10);
	int * ipb = new int[n](10);
	int * ipc = new int[n]{1,2,3,4,5,6,7,8,9};
	
	delete ipa;
	delete[] ipb;
	delete[] ipc;
	return 0;
}

【2】:new 的函数方式使用

  • 与malloc()基本相同(申请失败时处理不同)返回NULL和 抛出异常
int main(){
	int n = 30 ;
	int * ipa = (int*)::operator new(sizeof(int))
			//(int*)malloc(sizeof(int));
	::operator delete(ipa);
	return 0;
}

【3】定位new(不开辟空间)

int main(){
	int n = 10;
	int* ipa = (int*) malloc(sizeof(int));
	int *ipb = (int*)::operator new(sizeof(int)*n);
	
	new(ipa) int(20);
	new(ipb) int[]{1,2,3,4,5,6,7};

	return 0;
}

异同点

  • 对于内置类型new/delete/malloc/free可以混用
  • new/dellete是C++中的运算符。malloc/free是函数。
  • malloc申请空间时手动计算所需的大小,new只需要类型名,自动计算大小;
  • malloc申请空内存不会初始化,new可以初始化。
  • malloc的返回值为void*接受时必须强转,new不需要;
  • malloc申请空间失败时,返回NULL使用时必须判空,new申请空间失败时抛出异常,所以要有捕获异常的处理程序。

C11的新特性

auto

  • auto 不能用于函数参数
  • auto 不能用于非静态成员变量
  • auto 无法定义数组
  • 实例化模板时不能用auto作为模板参数
  • auto可与用于推导函数的返回类型
  • 推演值得类型和引用类型的不同

decltype

  • 自动推断表达式类型
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