C++内联函数

目录

一,概念

二,特性

三,与内联有关的面试题

四,auto关键字(C++11)

auto的使用细则

auto 不能推导的场景

基于范围的for循环(C++11)

范围for的使用条件

五,指针空值nullptr(C++11)


一,概念

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。

如果在函数前增加inline关键字将其改为内联函数,在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。

二,特性

1,inline是一种以空间换时间的做法,如果编译器将函数当成内联函数处理,在编译阶段,会用函数体替换函数调用,缺陷:可能会使目标文件变大,优势:少了调用开销,提高程序运行效率。

2.inline对于编译器而言只是个建议,不同编译器关于inline实现机制可能不同,一般建议:将函数规模较小(即函数不是很长,具体没有准确的说法,取决于编译器内部的实现),不是递归,频繁调用的函数采用inline修饰,否则编译器会忽略inline特性。

《C++prime》第五版:内联说明只是向编译器发出的一个指令,编译器可以选择忽略这个请求。

一般来说,内联机制用于优化规模较小,流程直接,频繁调用的函数。很多编译器都不支持内联递归函数,而且一个75行的函数也不大可能在调用点内联地展开。

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。

//test.h
#include
using namespace std;
inline int Add(int left, int right);

//fun.cpp
#include"test.h"
int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}

//test.cpp
#include"test.h"
int main()
{
	int ret = 0;
	ret = Add(1, 2);
	return 0;
}
//链接错误: LNK2019	无法解析的外部符号 "int __cdecl Add(int,int)" (?Add@@YAHHH@Z),函数 main 中引用了该符号	

三,与内联有关的面试题

宏的优缺点?

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 enum

2,短小函数定义,换成内联函数

四,auto关键字(C++11)

简介 

在早期C\C++中auto的含义是:使用auto修饰的变量,是具有自动存储器的局部变量。而在C++11中,标准委员会赋予了auto全新的含义即:auto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期推导而得。

#include"test.h"
int TestAuto()
{
	return 10;
}
int main()
{
	int a = 10;
	auto b = a;
	auto c = 'a';
	auto d = TestAuto();
	cout << typeid(b).name() << endl;//typeid(x).name() :打印x类型
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;
	//auto e; 无法编译通过,使用auto定义变量时必须对其初始化
	return 0;
}

注意:使用auto定义变量时一定要对齐初始化,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。

auto的使用细则

1,auto与指针和引用结合起来使用

用auto声明指针类型时,用auto和auto*没有任何区别,但用auto声明引用类型时必须加&

int main()
{
	int x = 10;
	auto* a = &x;
	auto b = &x;
	auto c = x;

	cout << typeid(a).name() << endl;
	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	return 0;
}

2,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。

void TestAuto2()
{
	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的初始化表达类型不同。
}

auto 不能推导的场景

1,auto不能作为函数的参数

//此处编译失败,auto不能作为形参类型,因为编译器无法对a的实际类型进行推导
void TestAuto(auto a)
{}

2 ,auto不能直接用来声明数组

void TestAuto()
{
    int a[] = {1,2,3};
    auto b[] = {4,5,6};//错误
}

3,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

4,auto在实际中最常见的优势用法就是跟新式for循环,还有lambda表达式等进行配合使用。

基于范围的for循环(C++11)

范围for的语法

在C++98中如果要遍历一个数组,可以按照以下方式进行:

void TestFor()
{
	int array[] = { 1,2,3,4,5 };
	for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
		array[i] *= 2;
	for (int* p = array; p < array + sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++p)
		cout << *p << endl;
}

对于一个有范围的集合而言,由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。for循环后的括号由“:”分为两部分:第一部分是范围内用于迭代的变量,第二部分则表示被迭代的范围。

void TestFor()
{
	int array[] = { 1,2,3,4,5 };
	for (auto& e : array)
	{
		e *= 2;
	}
	for (auto e : array)
		cout << e << " ";
	
}

注意:与普通循环类似,可以用continue来结束本次循环,也可以用break来跳出整个循环。

范围for的使用条件

1,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。

注意:以下代码就有问题,因为for的范围不确定

void TestFor(int array[])
{
    for(auto& e; array)
        cout<

2,迭代的对象要实现++和==的操作。

五,指针空值nullptr(C++11)

C++98中的指针空值

在良好的c\c++编程习惯中,声明一个变量时最好给变量一个合适的初始值,否则可能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初始值,我们基本是按照如下方式对其进行初始化:

void TestPtr()
{
    int* p1 = NULL;
    int*p2 = 0;
}

NULL实际上是一个宏,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
#defint NULL    ((void *)0)
#endif
#endif

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,在使用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些麻烦,比如:

void f(int)
{
    cout<<"f(int)"<

程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的(int*)函数,但是由于NULL被定义成0,因此与程序的初衷相悖。

在C++98中,字面常量0既可以是一个整形数字,也可以是无类型的指针(void*)常量,但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量,如果要将其按照指针方式来使用,必须对其进行强转(void*)0。

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++作为新关键字引入的。

2,在C++中,sizeof(nullptr)与sizeof((void*)0)所占的字节相同。

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。

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