• 函數(shù)重載
• 引用
• 內(nèi)聯(lián)函數(shù)
• auto
• 范圍for循環(huán)

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函數(shù)重載

C++中引入了一個(gè)新特性，函數(shù)重載。

在同一個(gè)作用域下，對(duì)于相同的函數(shù)名，函數(shù)的參數(shù)不同，不同類型的參數(shù)順序不同，參數(shù)的個(gè)數(shù)不同，都可以形成函數(shù)的重載（參數(shù)名不同，返回值不同不形成重載）

函數(shù)的重載主要用于處理功能相同，類型不同的數(shù)據(jù)。

例如

int test(int i, int j) {cout << "test" << endl; }int test(double i, int j) {cout << "test" << endl; }int test(double i, int j, int k) {cout << "test" << endl; }

為什么C++支持重載，C語言不支持呢？

因?yàn)閣indows的處理更加復(fù)雜，所以這里用linux下的gcc和g++來看更加直觀。

首先我們要知道，鏈接器看到有函數(shù)被調(diào)用的時(shí)候，就會(huì)到符號(hào)表中去查找對(duì)應(yīng)的函數(shù)名，來獲取函數(shù)的地址，再鏈接到一起

先看C語言是怎么處理的


通過反匯編我們可以看到，C語言并沒有對(duì)函數(shù)名進(jìn)行處理，也就是說無論我們參數(shù)的個(gè)數(shù)，參數(shù)的類型，參數(shù)的順序怎么修改，它只認(rèn)函數(shù)名，如果出現(xiàn)了第二個(gè)相同函數(shù)名的，就算重定義。

下面再看C++的


這里可以看到，C++對(duì)函數(shù)名進(jìn)行了處理，函數(shù)以_Z4開頭，接著是函數(shù)名，最后是所有參數(shù)的縮寫。
_Z是所有函數(shù)的前綴，4是函數(shù)名的字符個(gè)數(shù)，例如第一個(gè)_Z4testii則代表函數(shù)名為test,具有四個(gè)字符，參數(shù)分別是ii。

這也就是為什么返回值不同和參數(shù)名不構(gòu)成重載的原因，C++正是通過這種函數(shù)名修飾規(guī)則來實(shí)現(xiàn)函數(shù)的重載。

extern “C”

有時(shí)候我們?cè)谑褂肅++的使用，對(duì)于某些函數(shù)想讓他按照C的風(fēng)格來編譯，就在函數(shù)前加extern “C”，意思是告訴編譯器，將該函數(shù)按照C語言規(guī)則來編譯。

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引用

引用的概念

引用是給某一個(gè)對(duì)象起了另外一個(gè)名字，可以通過這個(gè)別名來對(duì)原對(duì)象進(jìn)行操作，同時(shí)編譯器不會(huì)對(duì)引用變量開辟空間，它和它所引用的對(duì)象共用一個(gè)空間。

用法：類型 & 引用對(duì)象名 = 引用實(shí)體

int main() {int i = 5;int& j = i;cout << i << ' ' << j << endl;j = 8;cout << i << ' ' << j << endl;return 0; }

引用的特性

引用在定義的時(shí)候必須初始化（因?yàn)橐檬悄硞€(gè)對(duì)象的別名，所以必須初始化）

一個(gè)對(duì)象可以有多個(gè)引用

一旦引用一個(gè)實(shí)體，就不能再引用別的實(shí)體（有點(diǎn)類似指針的頂層const）

常引用

int main()

{const int i = 5;int& j = i;//錯(cuò)誤的const int & k = i;正確的 }

這里對(duì)常量i進(jìn)行引用，因?yàn)閕是個(gè)常量，所以它的值是無法修改的，所以我們使用普通的引用的時(shí)候，就會(huì)將它的權(quán)限放大，導(dǎo)致可以通過j來對(duì)i進(jìn)行修改，這是不合理的，所以編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。只有使用常量引用才行

int main() {int x = 6;const int & y = x; }

同時(shí)，我們用常量引用來引用這個(gè)x，x是可以修改的，而y無法修改，使權(quán)限收縮，變?yōu)橹蛔x，所以這是可行的。

引用的跨類型

int main() {double x = 3.14;int& y = x;//錯(cuò)誤的const int& z = x;//正確的return 0; }

這里我們分別使用y和z來引用x，但是這時(shí)編譯器會(huì)提示，y報(bào)錯(cuò)，z合法，同樣是跨類型，為什么會(huì)這樣呢？

因?yàn)楫?dāng)類型不同的時(shí)候會(huì)先用一個(gè)臨時(shí)量來引用x，然后再對(duì)這個(gè)臨時(shí)量進(jìn)行引用

int main() {double x = 3.14;int& y = x;/*等價(jià)于const int &temp = x;int &y = temp;*/const int& y = x;/*等價(jià)于const int &temp = x;const int &z = temp;*/return 0; }

如果是普通的引用，這時(shí)我們引用的實(shí)際上是temp，但是我們是想要對(duì)x進(jìn)行修改的，但是這時(shí)不行的，因?yàn)榕R時(shí)量具有常性，所以這種行為也是非法的。

如果是常量的引用，表明我們不會(huì)對(duì)x進(jìn)行修改，所以就算引用的其實(shí)是臨時(shí)量temp，這個(gè)行為也是合法的

引用的使用場(chǎng)景

作為參數(shù)

struct A {int arr[1000000]; };void test(A& s1) {}

假設(shè)我們存在一個(gè)超級(jí)大的結(jié)構(gòu)體，如果我們直接將結(jié)構(gòu)體傳過去的話，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)變量來將這個(gè)結(jié)構(gòu)體拷貝到形參中，這是極大的開銷，但如果我們使用引用的話，傳的只是一個(gè)別名而已，但是需要注意的和上面一樣，因?yàn)榕R時(shí)量具有常性，所以如果我們要傳遞一個(gè)常量，就必須要在引用前加上const。

作為返回值

> int& Add(int a, int b) {int c = a + b;return c; }int main() {int& ret = Add(1, 2);Add(3, 4);cout << ret << endl;return 0; }

對(duì)于這樣一個(gè)代碼，我們可能第一眼覺得ret會(huì)是3

但是其實(shí)是7.

因?yàn)槲覀兎祷氐氖莄的一個(gè)引用，但是c是只存在于調(diào)用時(shí)的那個(gè)棧幀的，調(diào)用結(jié)束后那個(gè)棧幀就會(huì)被銷毀，雖然銷毀后數(shù)據(jù)不會(huì)被清空，但是那片區(qū)域的訪問權(quán)限就會(huì)被放開，有可能會(huì)被下次調(diào)用的函數(shù)使用，也有可能會(huì)被哪里的一個(gè)操作給使用，所以這是一種極為不安全的行為，如果我們要返回一個(gè)引用的話，就必須要保證那個(gè)對(duì)象出了函數(shù)的作用域中還會(huì)仍然存在。
上面的7是第二次調(diào)用后修改了c的值。

所以，如果需要引用作為返回值，就必須保證出了函數(shù)作用域，返回的對(duì)象沒有歸還給系統(tǒng)，仍然存在。

以值作為參數(shù)或者返回值時(shí)，在傳參和返回的時(shí)候，都會(huì)傳遞或返回原變量的一個(gè)臨時(shí)的拷貝，這樣的效率是非常低下的，尤其是數(shù)據(jù)特別大的時(shí)候，但如果使用引用作為參數(shù)的話，就不會(huì)有這樣的問題。

引用和指針

前面我們說了，引用是對(duì)象的一個(gè)別名，沒有獨(dú)立的空間，和其引用的實(shí)體共用一個(gè)空間，但是這僅僅是語法概念上的。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，引用其實(shí)和指針很像，它更像一個(gè)頂層const的指針，所以我們可以進(jìn)入反匯編看看他們之間有沒有關(guān)系

int main() {int x = 5;int& y = x;int* z = &x;return 0; }

反匯編下我們可以看到，指針和引用在匯編下的實(shí)現(xiàn)竟然是一模一樣的。

所以我們可以得出一個(gè)結(jié)論，引用是按照指針來實(shí)現(xiàn)的，在指針的基礎(chǔ)上又給他封裝了新的功能

引用和指針的不同點(diǎn):

引用在定義時(shí)必須初始化，指針沒有要求

引用在初始化時(shí)引用一個(gè)實(shí)體后，就不能再引用其他實(shí)體，而指針可以在任何時(shí)候指向任何一個(gè)同類型 實(shí)體

沒有NULL引用，但有NULL指針

在sizeof中含義不同：引用結(jié)果為引用類型的大小，但指針始終是地址空間所占字節(jié)個(gè)數(shù)(32位平臺(tái)下占 4個(gè)字節(jié))

引用自加即引用的實(shí)體增加1，指針自加即指針向后偏移一個(gè)類型的大小

有多級(jí)指針，但是沒有多級(jí)引用

訪問實(shí)體方式不同，指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理

引用比指針使用起來相對(duì)更安全

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內(nèi)聯(lián)函數(shù)

用inline關(guān)鍵字修飾的函數(shù)就是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，在編譯時(shí)編譯器會(huì)將函數(shù)的代碼在調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的地方展開，減去了函數(shù)壓棧的開銷，提升程序運(yùn)行的效率

例如這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的代碼
如果我們直接調(diào)用它

在匯編下可以看到，他會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的棧幀，將參數(shù)3,4壓棧，然后計(jì)算完再返回結(jié)果
而如果在函數(shù)前面加上inline使其變?yōu)閮?nèi)聯(lián)函數(shù)

這時(shí)再看，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它直接把函數(shù)的代碼在調(diào)用處直接展開，不會(huì)再創(chuàng)建新的棧幀。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)的特性

• 內(nèi)聯(lián)函數(shù)是一種用空間換時(shí)間的做法，省去了創(chuàng)建棧幀和壓棧的開銷，但也因此代碼很復(fù)雜和具有循環(huán)或遞歸之類的函數(shù)不適合作為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，就算聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)編譯器也會(huì)自動(dòng)將其忽略。
• 內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能聲明和定義分離，因?yàn)橐坏┞暶鳛閮?nèi)聯(lián)函數(shù)，在調(diào)用的時(shí)候就會(huì)直接展開，沒有了函數(shù)的地址，就無法將其鏈接到定義的部分。

值得一提的是，內(nèi)聯(lián)函數(shù)與C語言中的宏函數(shù)有些類似，雖然宏的性能不錯(cuò)，但是因?yàn)楹耆狈︻愋偷陌踩珯z查和無法調(diào)試（在預(yù)處理階段就進(jìn)行了宏替換），在C++中宏函數(shù)被內(nèi)聯(lián)函數(shù)替代，宏常量定義被const取代。

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auto

在編程時(shí)我們常常需要把表達(dá)式的值賦給變量，但有時(shí)我們又不知道表達(dá)式的類型是什么，為了解決這個(gè)問題，C++11中引入了auto類型說明符，用它能夠讓編譯器代替我們來分析表達(dá)式的所屬類型。

因?yàn)閍uto需要讓編譯器通過初始值來推導(dǎo)變量的類型，所以auto必須要有初始值。

int main() {auto i = 2.7;cout << i <<"的類型為：" << typeid(i).name() << endl; }

auto的使用規(guī)則

auto可以與指針和引用結(jié)合

int main() {int i = 4;auto a1 = &i;auto *a2 = &i;auto& a3 = i;cout <<"a1的類型為：" << typeid(a1).name() << endl;cout << "a2的類型為：" << typeid(a2).name() << endl;cout << "a3的類型為：" << typeid(a3).name() << endl; }

因?yàn)閍uto可以識(shí)別指針類型，所以加不加*都可以，但是引用必須加上&,因?yàn)镃++沒有引用這個(gè)類型，引用只是一個(gè)修飾別名，所以它的本質(zhì)還是int。

在同一行定義多個(gè)變量

int main() {auto i = 1, j = 2; //正確，同一行都是相同類型auto x = 3, y = 4.8;//錯(cuò)誤，同一行類型不同 }

auto不能作為函數(shù)的參數(shù)

auto不能作為形參的類型，編譯器無法對(duì)i和j的類型進(jìn)行推導(dǎo)。

auto不能直接用來聲明數(shù)組

auto一般會(huì)忽略頂層const

int main() {const int i = 5;//i : const int auto a1 = i;//忽略了頂層const ,al : intconst auto a2 = i;//加上const， a2 : const int }

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范圍for循環(huán)

對(duì)于一些有范圍的集合，我們可能不知道他的長度或者在使用循環(huán)的時(shí)候不小心越界，c++11為了解決這個(gè)問題，引入了范圍for循環(huán)。

循環(huán)分為兩部分，第一部分是變量的類型，第二部分是被迭代的范圍，兩者中間用:隔開.

int main() {vector<int> vec{ 1, 3, 5, 7, 9 };for (auto i : vec){cout << i << ends;}}

需要注意的是，這里的i是對(duì)原數(shù)據(jù)拷貝的一個(gè)臨時(shí)變量，如果要修改原數(shù)據(jù)的話需要改成&i（既對(duì)原數(shù)據(jù)的引用）

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 基础 ： 函数重载、引用、内联函数、auto、范围for循环的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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