C++ 深度解析教程（三）内联函数分析、函数参数的扩展、函数重载分析

六、内联函数分析

1、常量与宏回顾

• C++中的const常量可以替代宏常数定义
  • 如：const int A = 3;  < --- --->  #define A 3  (无类型检查)
  • C++中是否有解决方案替代宏代码片段呢？

2、内联函数

• C++中推荐使用内联函数替代宏代码片段
• C++中使用inline关键字声明内联函数
• 

• 内联函数声明时inline关键字必须和函数定义结合在一起，否则编译器会直接忽略内联请求。

• C++编译器可以将一个函数进行内联编译
• 被C++编译器内联编译的函数叫做内联函数
• C++编译器直接将函数体插入函数调用的地方
• 内联函数没有普通函数调用时的额外开销（压栈，跳转，返回）
• C++编译器不一定满足函数的内联请求!

3、编程实验：内联函数初探

        

        

4、内联函数

• 内联函数具有普通函数的特征（参数检查，返回类型等）
• 函数的内联请求可能被编译器拒绝
• 函数被内联编译后，函数体直接扩展到调用的地方
• 宏代码片段由预处理器处理，进行简单的文本替换，没有任何编译过程，因此可能出现副作用。

        

• 现代C++编译器能够进行编译优化，一些函数即使没有inline声明，也可能被内联编译
• —些现代C++编译器提供了扩展语法，能够对函数进行强制内联，如：
  • g++ ：_attribute__((always_inline))属性
  • MSVC ：_forceinline

5、编程实验：内联函数深度示例

6、注意事项

• C++中inline内联编译的限制
  • 不能存在任何形式的循环语句
  • 不能存在过多的条件判断语句
  • 函数体不能过于庞大
  • 不能对函数进行取址操作
  • 函数内联声明必须在调用语句之前

7、小结

• C++中可以通过inline声明内联函数
• 编译器直接将内联函数体扩展到函数调用的地方
• inline只是一种请求，编译器不一定允许这种请求
• 内联函数省去了函数调用时压栈，跳转和返回的开销

七、函数参数的扩展

1、函数参数的默认值

• C++中可以在函数声明时为参数提供一个默认值
• 当函数调用时没有提供参数的值，则使用默认值

        

• 参数的默认值必须在函数声明中指定
• 问题︰
  • 函数定义中是否可以出现参数的默认值？不可以出现
  • 当函数声明和定义中的参数默认值不同时会发生什么？报错

        

• 函数默认参数的规则
  • 参数的默认值必须从右向左提供
  • 函数调用时使用了默认值，则后续参数必须使用默认值

        

• 编程实验：默认参数的错误示例

        

2、函数占位参数

• 在C++中可以为函数提供占位参数
  • 占位参数只有参数类型声明，而没有参数名声明
  • —般情况下，在函数体内部无法使用占位参数

        

• 函数占位参数的意义
  • 占位参数与默认参数结合起来使用
  • 兼容C语言程序中可能出现的不规范写法

        

• 编程实验：占位参数与默认参数值

        

3、小结

• C++中支持函数参数的默认值
• 如果函数调用时没有提供参数值，则使用默认值
• 参数的默认值必须从右向左提供
• 函数调用时使用了默认值，则后续参数必须使用默认值
• C++中支持占位参数（可以配合默认参数值），用于兼容c语言中的不规范写法

八、函数重载分析（上）

1、自然语言中的上下文

2、重载的概念

• 重载(Overload)
  • 同一个标识符在不同的上下文有不同的意义
  • 如：
    • “洗”和不同的词汇搭配后有不同的含义
      • 洗衣服，洗脸，洗脑，洗马桶，。。。
    • "play”和不同的单词搭配后有不同的含义
      • play chess, play piano, play basketball, ...

3、思考。。

重载在自然语言中是随处可见的。那么程序设计中是否也有重载呢？

4、C+＋中的函数重载

• 函数重载(Function Overload)
  • 用同一个函数名定义不同的函数
  • 当函数名和不同的参数搭配时函数的含义不同

• 函数重载至少满足下面的一个条件：
  • 参数个数不同
  • 参数类型不同
  • 参数顺序不同

• 上面的两个函数可以构成重载函数吗？可以

• 当函数默认参数遇上丞数重载会发生什么？

• 编程实验：函数默认参数VS函数重载

5、编译器调用重载函数的准则

• 将所有同名函数作为候选者

• 尝试寻找可行的候选函数
  • 精确匹配实参
  • 通过默认参数能够匹配实参
  • 通过默认类型转换匹配实参

• 匹配失败
  • 最终寻找到的候选函数不唯一，则出现二义性，编译失败。
  • 无法匹配所有候选者，函数未定义，编译失败。

6、重载函数的注意事项

• 重载函数在本质上是相互独立的不同函数
• 重载函数的函数类型不同
• 函数返回值不能作为函数重载的依据
• 函数重载是由函数名和参数列表决定的
• 编程实验：函数重载的本质

7、小结

• 函数重载是C++中引入的概念
• 函数重载用于模拟自然语言中的词汇搭配
• 函数重载使得C++具有更丰富的语义表达能力
• 函数重载的本质为相互独立的不同函数
• C++中通过函数名和函数参数确定函数调用

九、函数重载分析（下）

1、重载与指针

下面的函数指针将保存哪个函数的地址?第一个

2、函数重载遇上函数指针

• 将重载函数名赋值给函数指针时
  • 根据重载规则挑选与函数指针参数列表一致的候选者
  • 严格匹配候选者的函数类型与函数指针的函数类型（即返回值也必须一致）
• 编程实验：函数重载VS函数指针

3、注意

• 函数重载必然发生在同一个作用域中
• 编译器需要用进参数列表或函数类型行函数选择
• 无法直接通过函数名得到重载函数的入口地址

ps：函数的类型由返回值，参数类型和参数个数共同决定；函数类型 = 参数列表 + 返回值

4、C+＋和C相互调用

• 实际工程中C++和C代码相互调用是不可避免的
• C++编译器能够兼容C语言的编译方式
• C++编译器会优先使用C++编译的方式
• extern关键字能强制让C++编译器进行C方式的编译

        

• 编程实验：C＋＋调用C函数

        

5、问题：如何保证一段C代码只会以C的方式被编译？

• _cplusplus是C++编译器内置的标准宏定义
• _cplusplus的意义
  • 确保C代码以统一的C方式被编译成目标文件

        

6、注意事项

• C++编译器不能以C的方式编译重载函数
• 编译方式决定函数名被编译后的目标名
  • C++编译方式将函数名和参数列表编译成目标名
  • C编译方式只将函数名作为目标名进行编译

7、小结

• 函数重载是C++对C的一个重要升级
• 函数重载通过函数参数列表区分不同的同名函数
• extern关键字能够实现C和C++的相互调用
• 编译方式决定符号表中的函数名的最终目标名