C++内联函数与引用（超详细）

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前言

一、内联函数

1.为什么会存在内联函数

首先我们介绍内联函数之前，首先看一下我们之前学过的#define 定义的宏

写一个宏函数，实现两个函数的相加

#include 
using namespace std;

#define ADD(x,y) ((x)+(y))
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	cout << ADD(a,b) << endl;
	return 0;
}

想想我们当初学习宏函数的的优点和缺点
⚾⚾优点：这些函数我们也可以用函数来实现，但是函数调用需要开辟栈帧，浪费空间，
而宏就完美解决了这个问题，它会在调用它的地方展开。进行完全替换。
⚾⚾缺点：不能调试，使用起来复杂，没有安全类型的检查，代码可读性差

那我们可不可以实现一个专门的库函数，既包含宏的有点又避免了函数调用的缺点呢？？
这时内联函数就出现了！！！

2.什么是内联函数

✨ ✨概念：用inline修饰的函数就是内联函数，编译时C++编译器会在调用的地方展开，没有函数调用建立栈帧的开销，提高程序运行效率。

int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int ret = add(a, b);
	cout << ret<< endl;
	return 0;
}

我们转到反汇编看一下这段代码

在正常情况下，没有加内联函数确实进行了函数调用建立栈帧。

我们加上内联函数再来看一下

我们发现怎末跟上面代码一样，都调用了add函数，建立了栈帧。这厮怎末回事？？？

这是因为在Debug模式下，方便调试，编译器默认不进行优化，也就是不进行展开，依然使用一般的函数调用。
我们对vs设置一下环境

可以看到，优化之后inline修饰过的函数会直接展开。

也就是说，在Debug模式下你写代码、调试代码时，inline 相当于普通函数，可以进行调试；在release模式下，又可直接进行原地展开，提高效率（这里指的是避免了调用函数、创建栈帧等方面的资源消耗）

3.内联函数注意事项

内联函数是一种以空间换时间的方法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会当成函数体替换来调用。
缺陷：函数体目标变大
优势：少了调用开销，提高程序运行效率

内联函数对于编译器来说，只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建议函数规模较小的，不是递归实现，调用频繁的采用内联函数修饰，否则编译器会忽略inline的特性

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。

main.cpp

#include "add.h"
int main()
{
	int ret = add(10, 20);
	cout << ret<< endl;
	return 0;
}

add.cpp

#include "add.h"
inline int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

add.h

#include 
using namespace std;

inline int add(int x, int y);

严重性 代码 说明 项目 文件 行 禁止显示状态
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 12_29 D:\study C\c嘎嘎\12_29\12_29\main.obj 1

我们一般建议把内联函数放在一个文件夹中进行处理

#include 
using namespace std;
inline int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int ret = add(10, 20);
	cout << ret<< endl;
	return 0;
}

二、引用

1.什么是引用

其实引用就是给变量取别名，这个别名和这个变量共用同一块空间。

使用：类型名 &别名=变量名； 对别名的改变同样也改变变量名的值

引用只能用于同类型变量才可以

2.引用的特性

引用时必须初始化

可以给一个变量取多个别名，也可以给别名起别名

引用一旦引用了一个实体，就不可以在引用其他实体

3.常引用

我们对引用加上const修饰后会发生什么呢？？？

权限不可以扩大，本来是const int 类型，现在变成了int类型

那我们如何进行修改呢？？
只要在引用前边加上const就可以

这其实就是权限的平移，本来是一个const int 类型，现在变成了const int 。两个权限一致

深度理解临时变量

我们看一下这段代码

我们发现他出错了，但是为什么会出错呢？？
有点人感觉这是类型不匹配导致的！！但其实并不是这样，他还有更深层次的理解

隐式类型转化，强转，截断都会发生产生临时变量，这个临时变量具有常性（不可被修改）

举个例子::
int a=10;double b=a;
这段代码肯定不会报错，会正常运行，但是他为什么可以实现呢？？？
本质是编译器把a那个变量进行了拷贝，产生了临时变量，通过这个临时变量取进行类型转化✨✨✨✨

权限既然不能放大，那我们可不可以缩小呢？？
这个其实是可以的，我们来具体看一下

4.引用使用场景

作为函数参数，进行传参，避免指针的使用错误

我们来回忆一下之前c语言通过一个函数对两个变量进行交换，我们的形参必须用指针才可以实现，是不是很麻烦，那这时我们就可以用引用来实现了！！！

在这种场景下我们用引用就会非常方便

作为函数参数，进行传参，避免拷贝，提高程序运行效率

想想我们当时为什么会用指针来进行传参，比如我们传结构体传参，会生成一份原大小的拷贝，对资源浪费非常大。指针传参仅仅会拷贝4/8个字节，减少了空间的浪费。那我们也可以用引用来进行传参，南无连这个4/8个字节的拷贝也不需要了。

作为返回值，进行传参，避免拷贝，提高程序运行效率

我们知道调用函数，我们并不是返回的那个对象，而是那个对象那个的拷贝，我们也可以通过进行引用返回避免拷贝

作为返回值，我们还可以对返回值进行修改，做返回值如果出了作用于还在，可以用传引用返回，如果出了作用域就不在了（销毁了），那就不能用传引用返回，只能用传值返回

5.引用与指针

在语法概念上，我们知道，引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。

但是在底层上，我们会发现，引用也是用指针实现的

我们转到反汇编观察一下

指针存储一个变量地址，而引用是一个变量的别名
引用必须初始化，指针没有要求
引用一旦引用了一个实体，就不可以再引用其他实体。地址可以在任何时候指向一个
同类型的实体
只有空指针，没有空引用
只有多级指针，没有多级引用
引用+1是指向的变量大小进行加一，指针+1是跳过一个指向类型的大小的地址
引用大小为引用实体的大小，而指针的大小是4/8字节
访问方式不同，指针需要解引用访问，引用编译器自己处理
引用使用起来比指针相对安全

总结

以上就是今天要讲的内容，本文仅仅详细介绍了C++内联函数与引用，希望对大家的学习有所帮助，仅供参考 如有错误请大佬指点我会尽快去改正 欢迎大家来评论~~