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C++关键字——inline和auto

时间:2024-07-28 21:53:11浏览次数:13  
标签:函数 int auto C++ 编译器 inline

目录

一、前言

 二、inline关键字(C++11)---多用于内联函数

a.概念

b.特性

三、auto关键字(C++11)

a.auto简介

b.auto的使用细则

c.auto不能推导的场景

d.基于范围的for循环 (C++11)


一、前言

C++总计63个关键字,我们先了解inline和auto这两个关键字。

asmdoifreturntrycontinue

autodoubleinlineshorttypedeffor

booldynamic_castintsignedtypeidpublic

breakelselongsizeoftypenamethrow

caseenummutablestaticunionwchar_t

catchexplicitnamespacestatic_castunsigneddefault

charexportnewstructusingfriend

classexternoperatorswitchvirtualregister

constfalseprivatetemplatevoidtrue

const_castfloatprotectedthisvolatilewhile

deletegotoreinterpret_cast

 二、inline关键字(C++11)---多用于内联函数

问题:

在函数调用中,有时会调用小函数建立栈帧,开辟空间。频繁调用小函数,频繁开销空间,有什么方法解决呢?

C语言用宏来解决这个问题。

宏的优缺点?

优点:

 1.增强代码的复用性。  2.提高性能。

缺点:

1.不方便调试宏。(因为预编译阶段进行了替换)

2.导致代码可读性差,可维护性差,容易误用。

3.没有类型安全的检查 。

例如:加法的小函数

#define Add(a,b) ((a)+(b))

int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}

int main()
{
	int ret = 0;
	ret = Add(1, 2);//调用Add函数

	return 0;
}

C++有哪些技术替代宏?

1. 常量定义 换用const enum

2. 短小函数定义 换用内联函数

内联函数

a.概念

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,内联函数提升程序运行的效率。

原代码:

int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}

int main()
{
	int ret = 0;
	ret = Add(1, 2);//调用Add函数

	return 0;
}

反汇编中: 

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。

变内联函数:

inline int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}

int main()
{
	int ret = 0;
	ret = Add(1, 2);//调用Add函数

	return 0;
}

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,release模式下无显示

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vs2022的设置方式)

反汇编中:  


 

b.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。下图为《C++prime》第五版关于inline的建议:

3. 项目中,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。

// F.h
#include <iostream>
using namespace std;
inline void f(int i);

// F.cpp
#include "F.h"
void f(int i)
{
	cout << i << endl;
}

// main.cpp
#include "F.h"
int main()
{
	f(10);
	return 0;
}

// 链接错误:main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl
//f(int)" (?f@@YAXH@Z),该符号在函数 _main 中被引用

三、auto关键字(C++11)

随着程序越来越复杂,程序中用到的类型也越来越复杂,经常体现在:

1. 类型难于拼写

2. 含义不明确导致容易出错

#include <string>
#include <map>
int main()
{
	std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange",
	"橙子" },
	{"pear","梨"} };
	std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
	while (it != m.end())
	{
		//....
	}
	return 0;
}

std::map<std::string, std::string>::iterator 是一个类型,但是该类型太长了,特别容易写错。有同志可能已经想到:可以通过typedef给类型取别名,比如:

#include <string>
#include <map>
typedef std::map<std::string, std::string> Map;
int main()
{
	Map m{ { "apple", "苹果" },{ "orange", "橙子" }, {"pear","梨"} };
	Map::iterator it = m.begin();
	while (it != m.end())
	{
		//....
	}
	return 0;
}

使用typedef给类型取别名确实可以简化代码,但是typedef有会遇到新的难题:
 

typedef char* pstring;
int main()
{
	const pstring p1; // 编译成功还是失败?const修饰的是指针p1,失败
	const pstring* p2; // 编译成功还是失败?const修饰的是p2的解引用的值,为只读,成功
	return 0;
}

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。

a.auto简介

在早期C/C++中auto的含义是:使用auto修饰的变量,是具有自动存储器的局部变量,但遗憾的是一直没有人去使用它,大家可思考下为什么?

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。

int TestAuto()
{
	return 10;
}
int main()
{
	int a = 10;
	auto b = a;
	auto c = 'a';
	auto d = TestAuto();
	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;
	//auto e; 无法通过编译,使用auto定义变量时必须对其进行初始化
	return 0;
}

 注意:

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。


b.auto的使用细则


1. auto与指针和引用结合起来使用 

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&

int main()
{
	int x = 10;
	auto a = &x;
	auto* b = &x;
	auto& c = x;
	cout << typeid(a).name() << endl;//typeid().name()打印的是数据类型
	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	*a = 20;
	*b = 30;
	c = 40;
	return 0;
}

2. 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。

void TestAuto()
{
	auto a = 1, b = 2;
	auto c = 3, d = 4.0; // 该行代码会编译失败,因为c和d的初始化表达式类型不同
}

c.auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数

// 此处代码编译失败,auto不能作为形参类型,因为编译器无法对a的实际类型进行推导
void TestAuto(auto a)
{}

2. auto不能直接用来声明数组

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

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

4. auto在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C++11提供的新式for循环,还有lambda表达式等进行配合使用

d.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:

void TestFor()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
		array[i] *= 2;
	for (int* p = array; p < array + sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++p)
		cout << *p << endl;
}

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(自动取arry中的值赋给临时的变量e,自动++,自动判断结束。如果想改变则在e前面加&变为引用)

void TestFor()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	for (auto& e : array)
		e *= 2;
	for (auto e : array)
		cout << e << " ";
	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。

注意:以下代码就有问题,因为for的范围不确定,也不能用数组传参,数组传参过去为首地址,是指针

void TestFor(int array[])
{
	for (auto& e : array)
		cout << e << endl;
}

2. 迭代的对象要实现++和==的操作。

标签:函数,int,auto,C++,编译器,inline
From: https://blog.csdn.net/To_be_a_master/article/details/140731617

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