[C++从入门到精通] 2.inline内联函数、const的相关用法

• 作者： 丶布布

文章预览：

• 一、返回类型
• 二、内联函数inline
• 三、函数杂合用法总结
• 四、const char*、char const*、char* const三者的区别
• 五、函数形参中带const

一、返回类型

前置类型： 在函数声明和定义的时候，把函数返回类型写到函数名字之前的形式，叫前置返回类型

void func(int a); //函数声明

void func(int a)  //函数定义
{
	return;
}

后置类型： C++11中，在函数声明和定义的时候，把返回类型写在参数列表之后的形式，叫后置返回类型

auto  func1(int a) -> void; //函数声明

auto  func1(int a) -> void  //函数定义
{
	return;
}

作用差异： 随着对类这种概念学习的不断深入，有一些成员函数返回类型非常复杂，这时使用后置返回类型会使得代码看起来比较清爽，容易看懂。

PS：建议函数声明放在.h文件，函数定义放在.cpp文件中，如果函数定义放在头文件A.h中，当B.cpp和C.cpp都包含A.h的时候，会报错：找到一个或多个多重定义符号（函数重复定义）。

二、内联函数inline

定义： 在函数定义前，增加关键字inline，会使该函数变成内联函数。

适用： 当函数体很小，并且被频繁调用的函数，适合成为inline函数被调用。

解析： 大家都知道，调用函数是需要消耗系统资源的，尤其是函数体很小，只有一两行的代码，但是我需要一个循环频繁调用，这种频繁调用一个函数体很小的小函数是很不划算的，因为调用一个函数需要将函数形参压栈（开辟内存），往堆栈里面放数据，函数调用完之后返回出栈，这种调用过程需要频繁消耗内存，可能函数代码执行只用了0.1s，但是压栈出栈就用了1s，所以压栈出栈这种内存操作很不划算。

用法：

//.h
inline int func2(int test)
{
	return 1;
}

特性：

1、在编译阶段，当编译器识别到函数为inline函数时，系统会尝试将调用inline函数的动作替换为函数本体，以此来提升性能。

int main()
{
   int abc = func2(5); //当编译器识别到func2为内联函数inline时
   int abc = 1;        //系统会尝试用int abc = 1（函数本地）;来取代int abc = myfunc(5)（调用内联函数的动作）;前者毫无疑问比压栈出栈这种正常的函数调用快很多
}

2、inline函数只是我们开发者对编译器的一个建议，编译器可以尝试去做，也可以不去做，这取决于编译器的诊断功能，就是说，决定权在编译器，我们控制不了。

3、上面我们说过函数声明要放到.h文件中，函数定义放在.cpp文件中。而内联函数的恰恰相反，内联函数的定义就要放到.h文件中，这样需要用到内联函数的.cpp文件时，能够通过#include直接把内联函数的源代码#include进来。以便编译器找到函数本体的源代码，并尝试使用函数体内的实现语句替换函数的调用，达到更高效的目的。

缺点以及规避：

1、代码膨胀问题：内联函数的实现语句较多

如：

//.h 内联函数func2定义 
inline int func2(int test)
{
    int num;
    num= test;
	return num;
}

而我们调用内联函数的语句只有一句：

int main()
{   
    int temp = func2(5);
    return 0;
}

即上面这种情况我们使用内联函数时，需要用内联函数的函数体（3句）替换一句调用函数（1句），很明显不太划算，造成了代码膨胀。

在举个夸张一些的例子，假设某函数的函数体很多，执行需要1000s，那么将其转换成内联函数其实也就节省个压栈出栈的时间，比如1s，那么整体来说使用内联函数与否已经意义不大了，所以我们一般要求内联函数的函数体要尽量小一些。

注意：各种编译器对inline函数的处理各不相同，有的可能比较智能，有的编译器看你内联函数有计算什么的比较复杂，可能会直接当成普通函数处理。所以要求inline函数尽量简单，代码尽可能少，尤其是涉及到循环、分支、递归调用等语句、尽量不要出现在inline函数中，否则编译器很可能会因为你写这些代码而拒绝让这个函数成为一个inline函数。

拓展：
①constexper函数，也要求函数体比较简单，否则会报错，我们可以看成是更严格的一种内联函数。
②#define宏展开也类似于内联函数，但也有一些，比如类型检查方面的差别，这里不再展开说明，感兴趣的自行查阅。

三、函数杂合用法总结

1、函数返回类型为void，表示无返回值类型。但我们可以调用一个返回类型是void的函数，让它作为另一个另一个返回类型是void函数的返回值。

void func_a()
{
    return;
}

void func_b()
{
    //return;       //可以
    return func_a();//这也可以
}

2、函数返回指针和返回引用的情况

情景1： 函数返回指针类型

int *func_c()
{
    int tempValue = 9;
    return &tempValue;  //这不可以，因为函数执行完毕后，tempValue的内存被系统回收，不能在继续使用，返回出去毫无意义。
}

int main()
{
    int *p = func_c();
    *p = 6;            //你往一个不属于你的地址写了数字。    
    return 0;
}

大家想一想上面的指针函数调用会出现什么问题？

上面的代码虽然可以正常编译通过，这时调用指针函数func_c()时，系统会为函数内部的临时变量tempValue分配一段内存地址，但是当调用结束时，临时变量tempValue的地址会被系统回收，这时int *p = func_c();中指针p指向的是一段你不能操控的地址。*p = 6；虽然将6写进了指针p指向的地址中，但是这段地址是不属于你的，造成的后果就是轻则运行一段时间啪—崩溃，重则运行时立马啪—崩溃。。

解决：将局部变量tempValue改成全局变量，这样其不会因为函数执行结束而被系统回收内存，至始至终都会保留其内存地址。

情景2： 函数返回引用类型

int &func_d()
{
    int tempValue = 9;
    std::cout << "tempValue内存地址：" << &tempValue << std::endl;
    return tempValue;  
}

int main()
{
    int &k = func_d();
    std::cout << "k内存地址：" << &k << std::endl;
    k = 7;         //你往一个不属于你的地址写了数字。        
    return 0;
}

和情景1类似，都是往一个不属于你的地址写了数字

可以看到，虽然k的地址和函数func_d返回的引用地址相同，但是这块地址在传给k之前已经被系统回收了，是不属于你的，所以不可以用。

还有其他调用方法：

int main()
{
    int k = func_d();     //返回值承接一个整型值
    std::cout << "k内存地址：" << &k << std::endl;
    k = 7;                //安全
    return 0;
}

相信这里大家已经懵逼了，明明函数func_d返回的是一个引用，为什么却能用一个整形值k来接？

不过确实有这种调用，大家知道就好了，我感觉应该是编译器内部做了相关的转换，将函数返回的引用内部转换成了整形值，我们可以看到k的地址已经不是函数func_d调用结束后被释放掉的的局部变量tempValue的地址了，而是被系统新分配了一块内存地址，所以可以对其的地址处进行存值。

3、没有形参可以保持形参列表为空，或者形参为viod类型

int func_e(void)
{
    return 1;
}

4、如果一个函数我们不调用的话，则该函数可以只有声明部分，没有定义部分。

5、普通函数定义只能定义一次（定义放在.cpp文件中），声明可以声明多次（每次include一个头文件，都相当于声明了一次该头文件的函数）

6、C++中，更习惯用引用类型的形参来取代指针类型的形参，提倡在C++中，多使用引用类型的形参。

7、C++中，函数允许同名，但形参列表的参数类型或者数量应该有明显的区别。

void func_f(int a)      
{
    return;
}

void func_f(double b)      //可以，名称相同，形参类型不同
{
    return;
}

void func_f(int a, int b)  //可以，名称相同，形参数量不同
{
    return;
}

四、const char*、char const*、char* const三者的区别