C++入门（3） 指针和引用的区别|引用的本质|引用小结|inline函数|缺省函数

一，引用

引用和指针的区别

1，从语法规则上讲

指针变量存储某个实例（变量或者对象）的地址；引用是某个实例的别名

程序为指针变量分配内存空间；不为引用分配内存空间

指针变量的值可以改变；引用一旦初始化就无法改变

指针变量可以为NULL；但是没有空引用

指针作为形参需要判断是否为空；引用不需要

对指针进行sizeof得到的是指针变量的大小；对引用使用sizeof是变量的大小

指针没有级数限制；而引用只有一级，没有引用的引用

++指针和++引用含义不同

++指针会使指针变量指向下一个实体；++引用会是引用变量本身++

2，本质上看指针和引用

从汇编角度来看引用和指针的区别

首先我们来看一些常见寄存器和汇编指令

常见指令

mov ：数据转移指令

add ：加分指令

sub ：减法指令

jmp ：通过修改eip转入目标函数进行调用

call ：函数调用

push：入栈

pop：出栈

常见寄存器

eax：存放函数返回值，存储临时数据

ebx：数据存取

esp：栈顶指针

ebp：栈底指针

	int a = 10;
	int* ip = &a;
	int& ia = a;
	*ip = 100;
	ia = 200;
	return 0;

点击调试，进入反汇编

我们发现，在汇编代码中，引用的操作和指针的操作一模一样，这正是我们说引用的底层是指针的原因。

3，指针和引用的效率分析

struct student {
	char id[20];
	char name[20];
	char sex[8];
	int age;
};
void funa(student sx)
{
}
void funb(student *ps)
{
}
void func(student& st )
{
}

int main()
{
	student s1 = {};
	funa(s1);
	funb(&s1);
	func(s1);

	return 0;
}

1. funa(student sx)：这个函数通过值传递的方式接收参数。当调用 funa(s1) 时，会创建 s1 的一个副本，这意味着整个 student 结构体将被复制一份。如果 student 结构体很大，这将导致较大的内存消耗和时间开销。

2. funb(student *ps)：这个函数通过指针传递接收参数。当调用 funb(&s1) 时，只是将 s1 的地址传递给函数，因此没有复制 student 结构体。这种方式比值传递更高效，因为它避免了大结构体的复制，只需少量的内存来存储指针。

3. func(student& st)：这个函数通过引用传递接收参数。当调用 func(s1) 时，实际上是传递 s1 的引用，这意味着函数内部使用的是 s1 本身而非其副本。引用传递的效果与指针传递类似，都是避免了结构体的复制，但引用传递在语法上更简洁，也更安全，因为它不允许空引用（引用必须在初始化时绑定到一个对象）。

二，inline函数 

1，inline概念

当程序执行需要调用函数时，系统要建立栈空间，保护现场，传递参数以及控制程序执行的转移等，这些工作需要系统时间和空间的开销。

看以下代码：

bool isnumber(char ch)
{
	return ch >= '0' && ch <= '9' ? 1 : 0;
}
int main()
{
	char ch;
	while (cin.get(ch), ch != '\n')
	{
		if (isnumber(ch))
		{
			cout << "是数字字符" << endl;
		}
		else
		{
			cout << "不是数字字符" << endl;
		}
	}
	return 0;
}

当有些函数功能简单，使用频率很高，为了提升效率，直接将函数的代码嵌入到程序中。

但有缺点，不美观，重复书写。

为了协调效率与可读性，c++提供了内联函数，方法是定义函数时使用inline

inline bool isnumber(char ch)
{
	return ch >= '0' && ch <= '9' ? 1 : 0;
}

加inline将其修改成内联函数，在编译期间编译器能在调用点展开函数。

可以看到，在不使用内联函数的情况，汇编代码需要使用call命令去调用函数。

在使用了inline后直接在调用出展开函数，提升了效率。

2，要点：

inline是一种以空间换时间的做法，省区调用函数开销，但在函数体代码过长或者递归函数，即使加上inline也不会在调用点展开函数，编译器会自动选择效率高的方式。inline对编译器只是个建议，编译器会自动优化。

inline不建议声明和定义分离，也就是不建议在多文件编译时使用inline。

3，内联函数和宏定义

1，内联函数在编译时展开，宏定义在预编译时替换

2，内联函数直接嵌套进调用点，宏定义只是简单的文本替换

3，内联函数有语法判断，类型检测的功能，宏只是替换

三，缺省函数

缺省函数是指在定义函数时为形参指定缺省值。

一般情况下，函数调用时的实参个数应与形参相同，但为了更方便地使用函数，(C++也允许定义

具有缺省参数的函数，这种函数调用时，实参个数可以与形参不相同。

 这样的函数在调用时，对于缺省参数，可以给出实参值，也可以不给出参数值。如果给出实参，

将实参传递给形参进行调用，如果不给出实参，则按缺省值进行调用。

 缺省参数的函数调用：缺省实参并不一定是常量表达式，可以是任意表达式，甚至可以通过函数

调用给出。如果缺省实参是任意表达式，则函数每次被调用时该表达式被重新求值。但表达式必须

有意义；

缺省参数可以有多个，但所有缺省参数必须放在参数表的右侧，即先定义所有的非缺省参数，再定

义缺省参数。这是因为在函数调用时，参数自左向右逐个匹配，当实参和形参个数不一致时只有这

样才不会产生二义性。
 

多文件结构

习惯上，缺省参数在公共头文件包含的函数声明中指定，不要函数的定义中指定。

如果在函数的定义中指定缺省参数值，在公共头文件包含的函数声明中不能再次指定缺省参数值。

缺省实参不一定必须是常量表达式可以使用任意表达式。
 

当缺省实参是个表达式时，在函数被调用是计算