从C语言到C++(第一章_C++入门_下篇)内联函数+auto关键字(C++11)+范围for +nullptr
目录
1. 内联函数
1.1 内联函数的概念
1.2 内联函数的特性
1.3 宏的优缺点和替代方法
2. auto关键字（C++11）
2.1 改版前的auto
2.2 改版后的auto
2.3 auto 的使用场景
2.3.1处理很长的数据类型
2.3.2 auto 与指针结合起来使用：
2.4 使用auto的注意事项
3. 范围 for（C++11）
3.1 范围 for 的用法
3.2 范围 for 的使用条件
4. 指针空值 nullptr
4.1 C++ 98 中的指针空值
4.2 引入的nullptr
1. 内联函数
以前调用函数，需要建立栈帧，栈帧中要保留一些寄存器，结束后又要恢复。
这就可以看出这些都是有消耗的，对于频繁调用的小函数，有没有方法可以优化呢？
C语言可以用宏来优化，比如下面这个两数相加的函数，可以写一个宏代替
#include
using namespace std;
int Add(int x, int y)
{
int ret = x + y;
return ret;
}
// 写一个两数相加的宏
#define ADD(X, Y) ((X) + (Y))//要注意（）的使用
int main(void)
{
cout << "函数: " << Add(1, 2) << endl;
cout << "宏: " << ADD(1, 2) << endl;
// 写宏的技巧：记住宏原理是替换，你替换一下看看对不对
// cout << "M: " << ((1) + (2)) << endl;
cout << "宏: " << 10 * ADD(3, 4) << endl;
return 0;
} 宏有时候用起来似乎比较复杂，也容易出错。设计C++的大佬就弄出了内联函数来解决。
1.1 内联函数的概念
概念：以 inline 修饰的函数叫做内联函数。
语法：inline 数据类型 [函数名]
（就是在以前写的函数前面+inline）
#include
using namespace std;
inline int Add(int x, int y)
{
int ret = x + y;
return ret;
}
int main()
{
cout << "内联函数: " << Add(1, 2) << endl;
return 0;
} 1.2 内联函数的特性
内联函数的特性：以空间换时间，省去了调用函数的开销。
编译时 C++ 编译器会在调用内联函数的地方展开，是没有函数压栈的开销的。
（内联内敛，内部关联）
因为他会在编译的时候展开，所以代码很长。举个例子：
inline void func()
{
// 假设有10行代码
}如果不展开，假设有1000个调用，编译后台就会有 10 + 1000 条指令。
如果展开，编译后台合计会有 10 * 1000 条指令，（所以内联函数适用于频繁调用的小函数）
这是一场以空间换取时间的交易。
因为没有了函数压栈的开销，所以能提高程序运行的效率。
注意事项：
① inline 既然是以空间换时间的做法，所以代码很长、循环或递归的函数不适宜成为内联函数。
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 函数的函数体内有循环或递归（指令长）等等，编译器优化时会忽略掉内联。
③ inline 申明和定义不建议分离，分离会导致链接错误。
内联函数会认为在调用的地方展开，导致不生成地址，链接就会找不到。
1.3 宏的优缺点和替代方法
优点：
① 宏可以增强代码的复用性
② 宏有助于提高性能
缺点：
① 宏调试起来很不方便（因为宏在程序预编译阶段进行替换）。
② 宏的大量使用可能会导致代码的可读性差，可维护性差，容易误用。
③ 宏没有类型安全的检查。
C++有哪些技术替代宏？（C++中基本不再建议使用宏）
1. 常量定义 换用const enum
2. 短小函数定义 换用内联函数（内联函数几乎解决了宏的缺点和兼具了宏的优点）
2. auto关键字（C++11）
2.1 改版前的auto
改版前的 auto 指的是在早期 C/C++ 中 auto 关键字的含义。
旧的含义：使用 auto 修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量。
遗憾的是，大家都懒得去用它。这是为什么呢？
auto int a = 0; // 表示a是一个自动存储类型，会在函数结束后自动销毁。当使用 auto 修饰后，表示 a 是一个自动存储类型，它会在函数结束以后自动销毁。
但是因为后来 C 把标准给改了，不加也是自动销毁：
这么一来，这个 auto 关键字就没有意义了，因为都是自动销毁。
auto：这就尴尬了，我的存在没有意义了，用和不用都一样。
2.2 改版后的auto
C++标准委员会觉得这 auto 也太尴尬了，我们得给它来一波加强。
为了缓解 auto 的尴尬，C++ 标准委员会把 auto 原来的功能给废弃了。
并赋予了 auto 全新的含义！
auto 现在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推导而得。
也就是说，它可以自动推导出数据的类型：
int a = 0;
auto c = a; // C++11给auto关键字赋予了新的意义：自动推导c的类型右边是什么，它就会推导出相应的类型
任何类型都可以实现，包括但不限于：
auto ch = 'A';
auto e = 10.11;
auto pa = &a;为了方便测试，我们来打印一下对象的类型看看：
#include
using namespace std;
int main()
{
int a = 0;
auto c = a; // 自动推导c的类型
auto ch = 'A';
auto e = 10.01;
auto pa = &a;
// typeid - 打印对象的类型
cout << typeid(a).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(ch).name() << endl;
cout << typeid(e).name() << endl;
cout << typeid(pa).name() << endl;
return 0;
} 
这时候可能有人会觉得，这一波操作好像也没啥意义啊，
直接写数据类型不香吗？ int c = a;
我们继续往下看~
2.3 auto 的使用场景
2.3.1处理很长的数据类型
在后面学完STL遇到这种场景，就能体会到 auto 的香了：
#include
#include 2.3.2 auto 与指针结合起来使用：
auto 非常聪明，它在推导的时候其实是非常灵活的：
int main()
{
int x = 10;
auto a = &x; // int*
auto* b = &x; // int*
auto& c = x; // int
return 0;
}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。
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2.4 使用auto的注意事项
①使用 auto 是必须要给值的！
int i = 0;
auto j; //报错
auto j = i; 必须给值！！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
②auto 不能作为函数的参数
auto 不能作为形参类型，因为编译器无法对a的类型进行推导！
③auto 不能直接用来声明数组
④auto与指针和引用结合起来使用时：
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&
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。
auto 在实际中最常见的优势用法就是 C++11 提供的新式 for 循环，
还有 lambda 表达式等进行配合使用。我们可以继续往下看~
3. 范围 for（C++11）
int main()
{
int arr[] = { 1, 2,3,4,5 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 计算数组大小
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}对于一个有范围的集合而言，让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。
语法： for ( auto 变量名 : 数组)
for 循环后的括号由冒号分为两部分：
第一部分：范围内用于迭代的变量
第二部分：表示被迭代的范围
3.1 范围 for 的用法
#include
using namespace std;
int main()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (auto e : arr)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
} 是不是很方便，范围for就相当于一个语法糖（方便（甜））
我们试着使用范围 for，把数组中的每个值 +1 （1 2 3 4 5 → 2 3 4 5 6）
#include
using namespace std;
int main()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (auto& e : arr)//注意这里要用引用，不能用指针
{
e++;
}
for (auto e : arr)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
} 注意事项：范围for和普通循环类似，
可以用 continue 来结束本次循环，也可以用 break 来跳出整个循环。
3.2 范围 for 的使用条件
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；
对于后面学的类而言，应该提供 begin 和 end 的方法，begin 和 end 就是 for 循环迭代的范围。
错误演示：下面的代码就是 for 循环范围不确定！
void TestFor(int arr[])
{
for (auto& e : arr)
{
cout << e << endl;
}
}里传递过来的是数组的首元素地址，并不是数组，它会不知道范围是多少，所以会报错。
后面学的迭代的对象要实现 ++ 的操作
（关于迭代器这个问题，后面会讲，现在了解一下留个印象即可）
4. 指针空值 nullptr
4.1 C++ 98 中的指针空值
在良好的 C/C++ 变成习惯中，声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值，
否则可能会出现不可预料的错误，比如未初始化的指针。
如果一个指针没有合法的指向，我们就需要手动给它置为空。
在之前的C语言教程里，我们都是用 NULL 来解决的：
#include
using namespace std;
int main()
{
// C++ 98/03
int* p = NULL;//其实相当于int* p = 0;
return 0;
} NULL 实际是一个宏，在传统的 C 头文件 (stddef.h) 中，可以看到如下代码：#ifndef NULL#ifdef __cplusplus#define NULL 0#else#define NULL ((void *)0)#endif#endif
4.2 引入的nullptr
正如之前所说，NULL 其实是一个宏：
可以看到，NULL可能被定义为字面常量0，或者被定义为无类型指针 (void*) 的常量。
不论采取何种定义，在使用空值和指针时，都不可避免地会遇到一些麻烦，比如：
void Func(int)
{
cout << "Func(int)" << endl;
}
void Func(int*)
{
cout << "Func(int*)" << endl;
}
int main()
{
Func(0);
Func(NULL);
Func((int*)NULL);
return 0;
}该程序的本意是想通过 Func(NULL) 调用指针版本的 Func(int*) 函数，
但是由于 NULL 被定义成0，这么一来就不符合程序的初衷了。
在 C++98 中，字面常量 0 既可以是一个整型数字，也可以是无类型的指针 (void*) 常量，
但是编译器默认情况下会将其看成一个整型常量，如果要将其按照指针方式来使用，
必须对其进行强制类型转换 (void*)0 。
后来C++11引入了指针空值 nullptr 就缓解了这一尴尬现象。
C++ 空指针推荐使用 nullptr 来处理
int* p = nullptr;这是 C++11 新增的关键字，以后就不再推荐使用 NULL 了。
注意事项
① 使用 nullptr 表示指针空值时，因为它是关键字，所以不需要包含头文件。
② 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的时建议最好使用 nullptr 。
总结就是NULL 是 数字0 nullptr是(void*)0
本章完。
下一章：类和对象。