C++入门（二）

• 1.引用
• • 1.1引用概念
  • 1.2引用特性
  • 1.3常应用
  • 1.4使用场景
  • 1.5传值、传引用效率比较
  • 1.6引用和指针的区别
• 2.内联函数
• • 2.1概念
  • 2.2内联函数的特性
• 3.auto关键字（C++11）
• • 3.1auto使用细则
• 4.基于范围的for循环（C++11）
• 5.指针空值nullptr（C++11）

1.引用

1.1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同用一块内存空间。
格式：类型& 引用变量名（对象名）=引用实体

1.2引用特性

1.引用类型必须和引用实体是同种类型的

2.引用在定义时必须初始化

3.一个变量可以有多个引用

4.引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

1.3常应用

指针和引用，在赋值和初始化时，权限可以缩小，但是不能放大

1.4使用场景

①做参数

上图是以前我们如何交换两个值的

我们不用再像以前一样用指针，过于麻烦，用引用更加好理解，就是给x和y取了个别名而已
这样形参改变，影响实参，我们称之为输出型参数
②做返回值

在函数返回的时候，分为这个变量是否在出了函数作用域就销毁的情况。如果是一般的返回，就是传值返回，无论是否出作用域销毁，他都会创建一个常属性的临时变量，然后回到主函数，赋值给相应的变量。如果是局部变量，也就是出了作用域就销毁的变量，在返回的时候，只能依照上面的办法，因为局部变量在函数栈帧销毁时，也可能一并销毁变成了随机值。但如果是一个全局变量，则可以使用传引用返回，因为全局变量出了作用域不会销毁。

注意：如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在（还没还给操作系统），则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。

1.5传值、传引用效率比较

从上图中可以看出传值和传引用的效率相差还是很大的。
以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回，而是传递实参或者返回变量的临时拷贝，因为用值作为参数或者返回值类型，效率是非常低下的，尤其是当参数或者返回值类型非常大时，效率就更低。

1.6引用和指针的区别

在汇编代码上可以看见引用和指针的操作是一样的，是不是非常震惊。其实本质上在底层实现上实际是有空间消耗的，因为引用是按照指针来实现的，在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。

引用和指针的不同点：
①引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量的地址
②引用在定义时必须初始化，指针没有要求
③引用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
④没有NULL引用，但有NULL指针
⑤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
⑥引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
⑦有多级指针，但没有多级引用
⑧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
⑨引用比指针使用起来相对更安全

2.内联函数

2.1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。
查看方式：
1.在release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call 函数名,但是由于系统会给大量优化，可能看不出，因此我们推荐下面一种方法
2.在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开（因为debug模式下，编译器默认不会对代码进行优化，方便调试）


按照上面的方法调整一下项目的属性就可以查看内联函数的展开了

通过右边的汇编，可以看出，Add函数直接在调用的地方展开了，并没有call Add来调用函数的指令

2.2内联函数的特性

①inline是一种以空间换时间的做法，这里的空间指的是最后生成的exe文件，因为如果你调用这个函数的次数多了，那么函数每次都展开，他的代码量就上去了。如果编译器将函数当成内联函数处理，那么在编译阶段，会用函数体替换函数调用
②inline对于编译器而言只是一个建议，不同的编译器关于inline实现的及机制可能不同，一般建议将函数规模小、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器将会忽略illine的特性

当我把代码写的稍微复杂并多一点的时候，编译器直接忽略了inline，并调用了Add函数，从右侧的汇编中就能详细看出，编译器call Add
③inline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

3.auto关键字（C++11）

auto作为一个类型指示器来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得

3.1auto使用细则

①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并非是一个类型的声明，而是一个类型声明时的“占位符”，编译器在编译期会将auto替换为变量的实际类型
②auto与指针和引用相结合起来使用：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&

③在同一行定义多个变量：当在同一行声明多个变量时，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

④auto不能作为函数的参数

⑤auto不能直接用来声明数组

4.基于范围的for循环（C++11）

如果想要改变数组的元素，就可以用到前面学习的引用

for循环后的括号由冒号:分为两部分：第一个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
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的第一个元素和最后一个元素的范围
2.迭代的对象必须要实现++和==的操作
现在只要掌握怎么用就好，现在毕竟是C++入门，后面会详细讲的

5.指针空值nullptr（C++11）

对于NULL的定义就是如果使用了C++,那么NULL就为0，因此下面的代码就会出现问题，只能把NULL强制转换为int才能得到想要的结果

因此C++11引入了nullptr
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。