C++初阶 -1- C++入门part2

6.引用

什么是引用？

• “别名”

int a = 0;
int& b = 0;

即 地址为0x000000BC0C6FFB94的空间即可以称为“a”，也可以成为“b”

引用：类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；
引用变量名 必须有且只有一个引用实体

1. 可以取多个“别名”
2. 可以给 “别名” “取别名”
3. 可以给 任何类型 “取别名”

int a = 0;
int& b = a;
int& c = b;

int* p = &a;
int*& pb = p;

引用的使用

• 引用必须初始化
• 常引用

void TestConstRef()
{
    const int a = 10;
    //int& ra = a;   // 该语句编译时会出错，a为常量
    //正确的：
    const int& ra = a;
    
    // int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量(非常量引用的初始值必须为左值)，10为常量，int为整型变量
    //正确的：
    const int& b = 10;
    
    double d = 12.34;
    //int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同
    //正确的：
    const int& rd = d;
}

引用的应用

1.做函数参数：输出型函数，形参的改变需要影响实参

void Swap(int& x, int& y)
{
	int tmp = x;
	x = y;
	y = tmp;
}

int main()
{
	int x = 13, y = 7;
	Swap(x, y);

	cout << x << " " << y << endl;

	return 0;
}

2.做返回值：引用返回

如上图，引用返回的作用：①减少拷贝；②调用者可以修改返回对象
变量 add 的空间在函数结束后被归还给操作系统，则 add 空间储存的内容将不得而知。

• sum.出了函数生命还在的变量可以用引用返回

//C语言:传值返回
int func(const int x, const int y)
{
	int n = x + y;
	return n;
}

//C++:引用返回
int& func()
{
	static int n = 0;
	n++;
	// ...
	return n;
}

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

int main()
{
	cout << "Add=" << Add(x, y) << endl;

	Count();
	Count();
	Count();
	Count();
	Count();
	cout << "Count=" << Count() << endl;
	return 0;
}

输出：
Add=-858993460 随机值
Count=6

传值、传引用效率比较

以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回，而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝，因此用值作为参数或者返回值类型，效率是非常低下的，尤其是当参数或者返回值类型非常大时，效率就更低。

权限

⭐指针、引用和赋值，权限可以缩小，但是不能放大

• 权限放大：

const int c = 2;//对c空间只有“只读”的权限
	int& d = c;

• 权限缩小：

int x = 1;//可读可写
const int& y = x;//可读

• 权限保持：

const int* p1 = nullptr;
const int* p2 = p1;

类型转换会产生临时变量

引用和指针的区别⭐

语法上有区别，但底层实现本质上是相同的。

1. 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。
2. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
3. 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
4. 没有NULL引用，但有NULL指针
5. 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)
6. 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
7. 有多级指针，但是没有多级引用
8. 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
9. 引用比指针使用起来相对更安全

---

7.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，没有函数调用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。

• C++ 推荐：
  1. const 和 enum 代替宏常量
  2. inline 代替宏函数 → 适合“小”函数

inline 内联函数的特性：

1. inline是一种以空间换时间的做法
2. inline对于编译器而言只是一个建议，可能展开也可能不展开
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。（内联函数不进符号表）

---

8.auto关键字

auto 自动识别类型：

int a = 0;
auto b = a;
auto c = &a;

• auto 不能：

  1. 一行命名多个
     

  2. 不能声明数组
     

• aoto 的应用：
  简化代码

• 与 typedef 的缺陷

typedef char* ptr;

const ptr p1;（编译错误 typedef后实际上是： char* const p1;常量指针必须初始化；没有为什么，语法归档
const ptr* p2;//编译正常

---

9.基于范围的for循环

范围for——语法糖：对于一个有范围的集合，自动依次取其中的数据赋值给对象var（var只是这个取得一个变量名），自动判断结束

int main()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	for (auto& var : array)
		var *= 2;

	for (auto num : array)
		cout << num << " ";
	输出结果：2 4 6 8 10
	//这里的var和num都是变量名，两者一不一样或取什么名字都是不影响的

	return 0;
}

• 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。

10.指针空值——nullptr

简而言之，NULL在C++中出现了bug，所以引入 nullptr

nullptr 使用注意：

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。

---

END