C++学习笔记——函数探幽

前言

最近在看《C++ Primer Plus》，打算补一补C++（感觉自己还差得好远）。在看了第8章《函数探幽（Adventures in Functions）》后，记录一下一些知识点。

C++内联函数

内联函数是C++为提高程序运行速度所做的一项改进，和常规函数相比，差别不在于编写方式，而在于编译器如何将它组合到程序代码中。在机器指令中，调用常规函数需要来回跳跃，有一定的开销。而对于内联函数，编译器将使用相应的函数代码替换函数调用。因为不需要来回跳转，内联函数的运行速度提高了，但是需要占用更多的内存。内联函数与C语言的宏类似，但更推荐内联函数。只有在函数很短时才能采用内联方式。
使用方法是：
1.在函数声明之前添加inline
2.在函数定义之前添加inline

引用变量

引用变量是一种伪装指针，它允许为变量创建别名（另一个名称）。引用变量主要被用作处理结构和类对象的函数的参数。
（1）创建引用变量

int rats;
int & rodents = rats;

rodents和rats指向相同的值和内存单元。

int rats = 101;
int &rodents = rates;
cout << rats << "," << rodents << endl;

int bunnies = 50;
rodents = bunnies;
cout << rats << "," << rodents << endl;

输出结果为
101,101
50,50

事实上rodents就是rats的别名，所以 rodents = bunnies 语句就意味着 rats = bunnies。

（2）将引用用作函数参数
这是最常见的用法。引用作为函数参数传递时，实际传递的不是参数的一个副本，而是参数本身，此时修改实参和修改形参效果一样。在C语言中，要对传入参数进行修改，则必须使用指针。（用太多了，不想写，要注意应尽可能使用const）

（3）返回引用和普通返回值
普通返回值：先重新生成一个数据，然后将要返回的值复制到该内存。
引用返回：返回引用对象的一个别名。但是要避免返回一个临时变量的引用，避免返回指向临时变量的指针。一般会返回一个引用参数。

//以下是三个string字符串拼接的实现
//第参数s1和s2采用引用，然后返回临时值得拷贝，这样没有问题。
string version1(const string & s1,const string & s2){
    string temp;
    temp = s2 + s1 + s2;
    return temp;
}
//返回一个引用参数的引用，原理上不会有什么问题，但是这样产生负面影响就是会修改s1
const string & version2(string & s1,const string & s2){
    s1 = s2 + s1 + s2;
    return s1;
}
//返回一个临时值的引用，运行出错，该方法完全行不通
const string & version3(string & s1,const string & s2){
    string temp ; 
    temp = s2 + s1 + s2;
    return temp;
}

（4）何时使用引用参数
使用引用参数的主要原因有两个：

• 程序员能够修改调用函数中的数据对象。
• 通过传递引用而不是整个数据对象，可以提高程序运行速度。

指导原则：

对于使用传递的值而不作修改的函数：

• 如果数据对象较小，如内置数据类型或者小型结构，则按值传递。
• 如果数据对象是数组，则只能使用指针，并且将指针声明为指向const的指针。
• 如果数据对象较大，则使用const指针或者const引用，节省复制结构所需的时间和空间。
• 如果数据对象是类对象，则使用const引用。类设计的语义常常要求使用引用。这是C++增添引用这个特性的主要原因。

对于修改调用函数中数据的函数

• 如果数据对象是内置数据类型，则使用指针。
• 如果数据对象是数组，则只能使用指针。
• 如果数据对象是结构，则使用引用或者指针。
• 如果数据对象是类对象，则使用引用。

默认参数

默认参数：在函数调用中传递参数的时候，如果省略了一些参数传递，则这些参数使用一个默认值。
下面就是一个使用默认参数的函数原型

char* left(const char * str,int n = 1);

注意事项：
（1）要对某个参数设置默认参数，则其右边的参数都应该设置成默认参数。
（2）实参按照从左到右的顺序依次赋给相应的参数，不能跳过任何参数。
（3）使用默认参数的赋值规则：当实参个数少于形参个数时，优先从左至右顺序给形参赋值，当参数不够时，该参数以及其右边的参数都使用默认参数。

函数重载（略）

函数模板

函数模板自动完成重载函数的过程，只需使用泛型和具体算法来定义函数，编译器将为程序中使用特定参数类型生成正确的函数定义。

template 
void Swap(AnyType &a, AnyType &b)
{
    AnyType temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}