C++程序设计——内联函数、auto、范围for循环、nullptr

简介: C++程序设计——内联函数、auto、范围for循环、nullptr

1.内联函数


1.1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,没有函数压栈的开销,内联函数提高程序运行效率。


1.2特性

1.inline是一种以空间换时间的做法,省去调用函数的额外开销。所以代码很长或者有循环或递归的函数不适宜使用作为内联函数。


2.inline对于编译器而言只是一个建议,编译器会自动优化,如果定义为inline的函数体内有循环或递归等,编译器优化时会忽略掉内联。


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,就没有了函数地址,链接就会找不到。


1.3宏的优缺点

(可扩充)


优点:


1.增强代码复用性。


2.提高性能。


缺点:


1.不方便调试(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.没有类型安全检查。


C++替代宏方式:


1.常量定义,换用const。


2.函数定义,换用内联函数。


2.auto关键字(C++11)


2.1auto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,但是几乎没有人使用它。


在C++11中,auto被赋予了全新的含义: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推导而得。


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”,编译器在编译时会将auto替换为变量实际的类型。


2.2auto使用细则


2.2.1auto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&。


1.png1.png


2.2.2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。


2.png3.png


2.3auto不能推导的场景


1.auto不能作为函数的参数。


2.auto不能直接用来声明数组。


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C++11提供的新式for循环,还有lambda表达式等进行配合使用。


4.png5.png


3.基于范围的for循环(C++11)


3.1范围for循环的语法

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,有时候还会容易产生错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。


for循环后的括号由冒号“:”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。


7.png8.png


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。


3.2范围for循环的使用条件


3.2.1for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:一下代码就是有问题,for循环的范围不确定


9.png


3.2.2迭代的对象要实现++和==的操作


4.指针空值nullptr(C++11)


4.1C++98中的指针空值

在良好的C/C++编程习惯中,声明一个变量时最后给该变量一个合适的初始值,否则可能会出现不可预料的错误,比如未初始化指针。如果一个指针没有合法的指向,我们基本都是按照如下的方式对其进行初始化:


10.png


NULL实际是一个宏,在VS2019下速览定义,我们可以看到如下代码:


11.png


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。无论采取何种定义,在使用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些麻烦,比如:


12.png13.png


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


在C++98中,字母常量0既可以是一个整型数字,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作是一个整型常量,如果要将其按照指针的方式来使用,必须对其进行强转为(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++11作为新关键字引入的。


2.在C++11中,sizeof(nnullptr)与sizeof((void*)0)所占字节数相同。


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。


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