【C++入门（二）】（引用，内联函数，auto关键字，范围for循环，空指针）

5.引用

引用概念

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体

如果是多个别名情况（引用类型必须和引用实体是同种类型的）

引用特性

• 引用在定义时必须初始化
• 一个变量可以有多个引用
• 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体


常引用

引用的使用场景

做参数

引用做返回值
这里我们以传值返回和传引用返回做例子


场景举例

我们以下面一段代码为例子

高频面试题：指针和引用的区别？

先放一个引用和指针汇编的代码

引用和指针的区别大概以下几点

• 引用在定义时必须初始化，指针没有要求,并且引用使用起来比指针更安全
• 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体
• 没有NULL引用，但有NULL指针
• 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节)
• 有多级指针，但是没有多级引用
• 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理

6.内联函数

内联函数概念

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，没有函数压栈的开销，内联函数提升程序运行的效率

我们在Add函数前加上inline，再次查看汇编代码

内联函数特性

• inline是一种以空间换时间的做法，省去调用函数额开销。所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜使用作为内联函数
• 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

相关面试题

说一说宏的优缺点

• 优点：1.增强代码复用性 2.提高性能
• 缺点：1.不方便调试 2.没有类型安全的检查 3.可维护性差

C++中替代宏的技术

• 常量定义const和内联函数

7.auto关键字(C++11)

简介

• 早期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
• C++11中：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
  
  这里要注意：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

使用规则

• 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声明引用类型时则必须加&
  

• 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 TestAuto()
{
     
 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
}

8.范围for循环(C++11)

这里学一个for循环写法

9.空指针(nullptr C++11)

C++98中的指针空值

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

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 fun(int)
{
     
	cout << "f(int)" << endl;
}

void fun(int*)
{
     
	cout << "f(int*)" << endl;
}

int main()
{
     
	fun(0);
	fun(NULL);//本意是调用第二个函数
	fun((int*)NULL);
	return 0;
}

运行结果

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

nullptr（C++11）

• 为了考虑彼此兼容性，C++11并没有消除常量0的二义性，C++11给出了全新的nullptr作为空指针
• nullptr是有类型的，其类型为nullptr_t，仅仅可以被隐式类型转换为指针类型，nullptr在头文件被定义为:

typedef decltype(nullptr) nullptr_t;

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++11作为新关键字引入的
2. 在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时建议最好使用nullptr