C++内联函数、内联函数的概念、内联函数的特性、auto关键字、类型名字的问题、auto使用细则、auto不能推导的场景、基于范围的for循环、范围for的使用条件、指针空值nullptr等的介绍

文章目录

• 前言
• 一、内联函数
• • 1. 内联函数概念
  • 2. 内联函数特性
• 二、auto关键字（C++11）
• • 1. 类型名字的问题
  • 2. auto简介
  • 3. auto的使用细则
  • • 1. auto与指针和引用结合起来用
    • 2. auto在同一行定义多个变量
  • 4. auto不能推导的场景
  • • 1. auto不能作为函数的参数
    • 2. auto不能直接用来声明数组
    • 3. 为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法
• 三、基于范围的for循环（C++11）
• • 1. 范围for的语法
  • 2. 范围for的使用条件
  • • 1. for循环迭代的范围必须是确定的
    • 2. 迭代的对象要实现++和==的操作。
• 四、指针空值nullptr（C++11）
• • 1. C++98中的指针空值
• 总结

前言

C++内联函数、内联函数的概念、内联函数的特性、auto关键字、类型名字的问题、auto使用细则、auto不能推导的场景、基于范围的for循环、范围for的使用条件、指针空值nullptr等的介绍

一、内联函数

1. 内联函数概念

以inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，没有函数调
用建立栈帧的开销，内联函数会提升程序运行的效率。

#include <iostream>

using namespace std;

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	cout << Add(a, b) << endl;

	return 0;
}

• 汇编代码中存在 call Add 所以不是内联函数

如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数，在编译期间编译器会用函数体替换函数的
调用。

查看方式：

1. 在release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
2. 在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开(因为debug模式下，编译器默认不会对代码进行优化，以下给出vs2013的设置方式)

#include <iostream>

using namespace std;

inline int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	cout << Add(a, b) << endl;

	return 0;
}

2. 内联函数特性

1. inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运
   行效率。
2. inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。（决定权在编译器）
3. inline不建议声明和定义分离，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址了，链接就会找不到。

二、auto关键字（C++11）

1. 类型名字的问题

（1）. 类型难于拼写
（2）. 含义不明确导致容易出错
在编程时，常常需要把表达式的值赋值给变量，这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的类型。然而有时候要做到这点并非那么容易，因此C++11给auto赋予了新的含义。

2. auto简介

C++11中，标准委员会赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。

#include <iostream>
using namespace std;

int TestAuto()
{
	return 10;
}

int main()
{
	int a = 0;
	auto b = a;
	auto c = &a;
	auto d = 'a';
	auto e = TestAuto();


	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;
	cout << typeid(e).name() << endl;


	return 0;
}

使用auto定义变量时必须对其进行初始化，在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。因此auto并非是一种“类型”的声明，而是一个类型声明时的“占位符”，编译器在编译期会将auto替换为变量实际的类型。

3. auto的使用细则

1. auto与指针和引用结合起来用

用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int x = 10;
	
	auto a = &x;
	auto* b = &x;

	cout << typeid(a).name() << endl;
	cout << typeid(b).name() << endl;


	auto& c = x;
	auto d = x;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;

	d = 10;
	cout << d << endl;
	cout << x << endl;

	c = 20;
	cout << c << endl;
	cout << x << endl;


	return 0;
}

2. auto在同一行定义多个变量

当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	auto a = 1, b = 10; // right
	auto c = 20, d = 3.14; // error

	return 0;
}

4. auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数

#include <iostream>
using namespace std;

int TestAuto(auto a)
{

}

int main()
{
	TestAuto(10);

	return 0;
}

2. auto不能直接用来声明数组

#include <iostream>
using namespace std;


int main()
{

	int a[] = { 1,2,3 };
	auto b[] = { 4,5,6 };



	return 0;
}

3. 为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法

三、基于范围的for循环（C++11）

1. 范围for的语法

在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：

#include <iostream>
using namespace std;


int main()
{
	int Array[] = { 1,2,3,4,5,6 };
	
	for (int i = 0; i < sizeof(Array) / sizeof(Array[0]); i++)
	{
		cout << Array[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	for (int* p = Array; p < sizeof(Array) / sizeof(Array[0]) + Array; p++)
	{
		cout << *p << " ";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

C++语法糖（很甜）： 对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围。

#include <iostream>
using namespace std;


int main()
{
	int Array[] = { 1,2,3,4,5,6 };

	for (auto e : Array)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;



	for (auto& e : Array)
	{
		e *= 2;
	}

	for (auto e : Array)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	
	return 0;
}

注意：与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。

2. 范围for的使用条件

1. for循环迭代的范围必须是确定的

对于数组而言，就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围；对于类而言，应该提供begin和end的方法，begin和end就是for循环迭代的范围。

#include <iostream>
using namespace std;

void TestFor(int Array[])
{
	for (auto& e : Array)
	{

	}
}

int main()
{
	int Array[] = { 1,2,3,4,5,6 };

	TestFor(Array);

	return 0;
}

• 上述代码是错的Array范围不确定。
  

2. 迭代的对象要实现++和==的操作。

后面学。

四、指针空值nullptr（C++11）

1. C++98中的指针空值

C++98中NULL可能被定义为字面常量0，或者被定义为无类型指针(void*)的常量。不论采取何种定义，在使用空值的指针时，都不可避免的会遇到一些麻烦。

#include <iostream>
using namespace std;

void f(int)
{
	cout <<  "f(int)" << endl;
}

void f(int*)
{
	cout << "f(int*)" << endl;
}

int main()
{
	f(0);
	f(NULL);
	f((int*)NULL);

	return 0;
}

程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，因此与程序的初衷相悖。
在C++98中，字面常量0既可以是一个整形数字，也可以是无类型的指针(void*)常量，但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量，如果要将其按照指针方式来使用，必须对其进行强转(void *)0。

注意：

1. 在使用nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件，因为nullptr是C++11作为新关键字引入的。
2. 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
3. 为了提高代码的健壮性，在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr。

总结

C++内联函数、内联函数的概念、内联函数的特性、auto关键字、类型名字的问题、auto使用细则、auto不能推导的场景、基于范围的for循环、范围for的使用条件、指针空值nullptr等的介绍