[C++ primer plus]第八章 函数探幽

C++内联函数

常规函数调用是使程序跳到地址，并在函数结束时返回。执行函数调用指令时，程序将在函数调用后立即存储该指令的内存地址，并将函数参数复制到堆栈，跳到标记函数起点的内存单元，执行函数代码（也许还需将返回值放入到寄存器中），然后跳回到地址被保存的指令处。 显然来回跳跃并记录跳跃位置意味着以前使用函数时，需要一定的开销。

内联函数是C++为提高程序运行速度所做的一项改进。编译器使用相应的代码替换函数调用。对于内联函数程序不需跳到另一个位置处执行代码，再跳回来。因此内联函数的运行速度比常规函数稍快。

宏定义与内联函数：

使用宏定义定义函数有以下缺陷：

#define SQUARE(X) X*X
a = SQUARE(4+4);   //被替换为a = 4+4*4+4，很明显结果并不是期望的 
int x = 3;
x = SQUARE(x++);    //结果为3*4 而不是3*3

因此应考虑将其转换为C++内联函数。

引用变量

引用更接近指针常量，必须在创建时进行初始化，一旦与某个变量关联起来，就将一直效忠于它。

int rats = 101;
int &rodents = rats;
//上述代码是下列代码的伪装表示
int * const pr = &rats;

在进行函数传参时，如果引用参数是const，则编译器将在下面两种情况下生成临时变量：

1、实参的类型正确，但不是左值；2、实参类型不正确，但可以转换为正确的类型。

左值分为const变量和常规变量，const变量是不可修改的左值，常规变量是可修改的左值。 

右值引用：

右值往往是没有名称的，因此要使用它只能借助引用的方式。这就产生一个问题，实际开发中我们可能需要对右值进行修改（实现移动语义时就需要），显然左值引用的方式是行不通的。为此，C++11 标准新引入了另一种引用方式，称为右值引用，用 "&&" 表示。

int num = 10;
//int && a = num;  //右值引用不能初始化为左值
int && a = 10;

函数模板

模板并不创建任何函数，而只是高速编译器如何定义函数。需要交换int的函数时，编译器将按模板模式创建这样的函数，并用int代替AnyType。

template     //也可以使用typename
void Swap(AnyType& a,AnyType& b){
    AnyType temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

显示具体化（explicit specialization）

当编译器找到与函数调用匹配的具体化定义时，将使用该定义，而不再寻找模板。

//explicit specialization显示具体化
template<> void Swap(job &, job &);       //method 1
template<> void Swap(int &, int &);            //method 2

在C++中函数调用优先级为：常规函数>显示具体化>常规模板。

隐式实例化（implicit instantiation）函数调用Swap(i,j)直接导致编译器生成Swap()的一个实例，该实例使用int类型。 

显示实例化（explicit instantiation）直接命令编译器创建特定的实例。语法如下：

template void Swap(int &, int &);    //method 1
Swap(a,b);                           //method 2

可以看出显示具体化在template后加了<>，而显示实例化没有加<>。显示具体化是声明另一个函数模板，用来处理特别的数据类型。而显示具体化是通过类型命令编译器创建函数定义。

decltype

int x;
decltype(x) y;     //使用x的类型来声明y

decltype(expression) var为确定类型，编译器必须遍历一个核对表，核对表的简化版如下：

第一步：如果expression是一个没有用括号括起来的标识符，则var的类型与该标识符的类型相同。如上代码所示。

第二步：如果expression是一个函数调用，则var的类型与函数的返回类型相同。

第三步：如果(expression)是一个左值，则var为指向其类型的引用.

第四步：如果前面的条件都不满足，则var类型与expression的类型相同。

C++允许使用以下这种后置返回类型来声明函数的返回类型，auto是一个占位符，表示后置返回类型提供的类型。

template
auto gt(T1 x,T2 y) -> decltype(x+y){
    return x+y;
}