C++从入门到入土(下）

1.extern “C”

有时候在C++工程中可能需要将某些函数按照C的风格来编译，在函数前加extern “C”，意思是告诉编译器，将该函数按照C语言规则来编译。比如：tcmalloc是google用C++实现的一个项目，他提供tcmallc()和tcfree两个接口来使用，但如果是C项目就没办法使用，那么他就使用extern “C”来解决

那就要在函数名前加上“extern C”,告诉编译器按照C语言来编译就不会报错。

2.引用

2.1引用及引用的特性

2.1.1引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。比如:我们可以叫他赘婿，龙王…

2.1.2引用特性

1. 引用在定义时必须初始化
2. 一个变量可以有多个引用
3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
   

#include
using namespace std;
int main()
{
     
	int a = 10;
	int &b = a;
	int &c = a;
	b = 20;
	int x = 30;
	int &c = x;// 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
	return 0;
}

2.2常引用

	const int a = 10;
	//int& ra = a;      // 该语句编译时会出错，a为常量
	const int& ra = a;
	//int& b = 10;      // 该语句编译时会出错，b为常量
	const int& b = 10;
	double d = 12.34;
	//int& rd = d;      // 该语句编译时会出错，类型不同
	const int& rd = d;

typedef struct Stack
{
     
	int a[1000];
	int top;
	int capacity;
}ST;

void StackInit(ST& s) // 这里传引用是为了形参的改变，影响实参
{
     
	s.top = 0;
	s.capacity = 1000;
	// ...
}

void PrintStack(const ST& s)  
// 1、传引用是为了减少传值传参时的拷贝  
// 2、可以保护形参形参不会被改变
{
     
	
	//if (s.capacity = 0)  // 本来应该是== ，不小心写成=
	//加上const会检查出来
	{
     
	}
}

2.3引用做参数和返回值

2.3.1做参数
在C语言中，交换2个数是传地址，在C++中我们就传引用，因为是2个数的别名他们的改变2个数也会改变。

void Swap(int& left, int& right)
{
     
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}

2.3.2引用做返回值（重点）
引用做返回值要着重注意：会有非法访问的问题

int& Add(int a, int b)
{
     
int c = a + b;
return c;
}
int main()
{
     
int& ret = Add(1, 2);
Add(3, 4);
cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;
return 0;
}

在引用返回中，不会开空间。当c出了作用域c的空间就还给操作系统了，这时ret又是c的别名在调用add函数就会出现随机值，因为c的空间还给了操作系统。
int& Count()
{
static int n = 0；
n++;
// …
return n;
}
如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。

###2.3.3传值和传引的效率及引用返回
可以用下面的代码测试

#include 
struct A{
      int a[100000]; };
void TestFunc1(A a){
     }
void TestFunc2(A& a){
     }
void TestRefAndValue()
{
     
	A a;
	// 以值作为函数参数
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc1(a);
	size_t end1 = clock();
	// 以引用作为函数参数
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc2(a);
	size_t end2 = clock();
	// 分别计算两个函数运行结束后的时间
	cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
     
	TestRefAndValue();
	return 0;
}

#include 
struct A{
      int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() {
      return a; }
// 引用返回
A& TestFunc2(){
      return a; }
void TestReturnByRefOrValue()
{
     
	// 以值作为函数的返回值类型
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc1();
	size_t end1 = clock();
	// 以引用作为函数的返回值类型
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc2();
	size_t end2 = clock();
	// 计算两个函数运算完成之后的时间
	cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
     
	TestReturnByRefOrValue();
	return 0;
}

我们可以发现传引用和引用返回的效率很高。

###2.3.4引用和指针的区别

在语法概念上引用是区别名没有开空间而指针是开空间的
在底层实现上引用是按指针方式来实现的

1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
2. 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体
3. 没有NULL引用，但有NULL指针
4. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节)
5. 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
6. 有多级指针，但是没有多级引用
7. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理
8. 引用比指针使用起来相对更安全

这些区别不要背，要理解！！！

3.内联函数

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，没有函数压栈的开销，内联函数提升程序运行的效率。
在C语言中是用宏来提高效率的，而C++用inline。
内联函数的特性:

1. inline是一种以空间换时间的做法，省去调用函数额开销。所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜使用作为内联函数。
2. inline对于编译器而言只是一个建议，编译器会自动优化，如果定义为inline的函数体内有循环/递归等等，编译器优化时会忽略掉内联。
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

宏的优点和缺点
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 。

C++有哪些技术替代宏？

1. 常量定义 换用const
2. 函数定义 换用内联函数