目录
1.引用
引用概念
引用的作用
1.做参数
2.做返回值
引用注意事项
1.引用必须初始化
2.引用不能改变指向
3.一个变量可以有多个引用，多个别名。
引用和指针的区别
2.内联函数
概念
作用解释
内联函数的特性
注意事项
代码膨胀
声明和定义不要分离
总结
3.auto关键字
auto必须初始化
注意事项
1.auto会一定程度上减少可读性。
2. auto不能直接用来声明数组
4.指针空值nullptr(C++11)
注意事项
5.结语
鼠鼠在上次写完一篇博客后，秉承今年不当鸽子的承诺，马上把下部分肝出来了，今天我们来继续C++的学习（下）。话不多说，我们开始吧。
1.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。
我们可以使用取地址符号来证明。
#include<iostream>using namespace std;int main(){int a = 0;int& b = a; //b就是a的别名cout << &a << endl;cout << &b << endl;return 0;}
引用的作用
1.做参数
void Swap(int* a, int* b){}void Swap(int& a, int& b){}int main(){int x = 0, y = 1;Swap(&x, &y);Swap(x, y);return 0;}
&a相当于 x 的引用，&b 相当于 y 的引用。
我们完善一下代码。
void Swap(int* a, int* b){int temp = *a;* a = *b;*b = temp;cout << *a << endl;cout << *b << endl;}void Swap(int& a, int& b){int temp = a;a = b;b = temp;cout << a << endl;cout << b << endl;}int main(){int x = 0, y = 1;Swap(&x, &y);x = 0, y = 1;Swap(x, y);return 0;}
可以发现引用是可以作为参数的，同时上节博客的学习我们知道 a , b 和 x , y 在不同的域我们也可以改成int&x，和int&y 。
2.做返回值
在c语言中，当函数调用之后栈就会销毁，但是我们运行时，我们仍能打印成功，是因为编译器创建了一个临时变量到寄存器（对象比较大会预设在main函数）中，然后传值返回。
我们将函数引用，此时函数返回的是a的别名，因为引用和变量使用同一空间，如果编译器将空间销毁，那么无法再访问到a的空间。
全局变量/静态变量/堆上变量等就可以使用引用返回。
返回变量出了函数的作用域就到了生命周期（局部变量），不能用引用返回。
另外的，无论是做参数还是返回值，都可以减少拷贝量，提高效率。
#include <time.h>struct A { int a[10000]; };void TestFunc1(A a) {}void TestFunc2(A& a) {}void main(){A a;// 以值作为函数参数size_t begin1 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc1(a);size_t end1 = clock();// 以引用作为函数参数size_t begin2 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc2(a);size_t end2 = clock();// 分别计算两个函数运行结束后的时间cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;}
引用注意事项
1.引用必须初始化
2.引用不能改变指向
int main(){/*int& b;*/int a = 1;int& b = a;int c = 2;b = c;}
a和b的地址没有变化，这说明引用是改变不了指向的。和我们的C语言有所区别。
C语言
因为C++的引用不能改变指向，在链表，树这些是实现不了的。
所以C++的引用，对函数使用比较复杂的场景进行替换，让代码简单易懂，但是不能完全代替指针。
3.一个变量可以有多个引用，多个别名。
引用和指针的区别
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。
在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的。
我们看到引用底层是指针实现的，语法含义和现实是背离的，就像老婆饼里面没有老婆。
语法：
1.引用是别名，不开空间，指针是地址，需要开空间地址。
2.引用必须初始化，指针可以初始化也可以不初始化。
3.引用不能改变指向，指针可以
4.引用相对安全，没有空引用，但是有空指针，容易出现也只着呢，但是不容易出现野引用。
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(32 位平台下占4个字节)
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，但是没有多级引用
底层：
汇编层面上，没有引用，只有指针，编译后野换成指针了。
2.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，没有函数调 用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。
作用解释
C++为什么这样做呢？我们先看C语言，假设我们需要多次调用函数，就需要多次建立栈帧和销毁。C语言给出的解决方法是宏函数。
#define ADD(a, b) ((a)+(b))int Add(int a, int b){return a + b;} int main(){if (ADD(1, 2)){}ADD(1, 2) * 3;int x = 1, y = 2;ADD(x | y, x & y); // (x|y + x&y)return 0;}1.宏不是函数
2.不加分号。不能#define ADD(a, b) ((a)+(b))后加；
3.注意括号优先级
核心：宏是预处理阶段进行替换。
#define ADD(a, b) ((a)+(b))
重点讲一下((a)+(b))
外面层括号是为了调用的时候还有其他符号影响
例如： ADD(1, 2) * 3;
里面的a、b的括号代表的事是表达式，不是一个具体的值
例如： ADD(x | y, x & y); // (x|y + x&y) “+” 的优先局比其他符号高，就会先运行。
宏的优缺点
优点：
1.增强代码的复用性。
2.提高性能。
缺点：
1.不方便调试宏。（因为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.没有类型安全的检查 。
C++有哪些技术替代宏？
1. 常量定义 换用const enum
2. 短小函数定义 换用内联函数
int Add(int a, int b){return a + b;}int main(){int ret1 = Add(1, 2) * 3;int x = 1, y = 2;int ret2 = Add(x | y, x & y);return 0;}未内联之前的C语言函数调用。
我们看看inline，要达到我这样的效果要这样做：
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 Add
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，
然后反汇编
我们可以看到没有函数调用。
内联函数的特性
1. inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会 用函数体替换函数调用，
缺陷：可能会使目标文件变大。
优势：少了调用开销，提高程序运行效率。
2. inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建 议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不 是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。下图为 《C++prime》第五版关于inline的建议：
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，就没有函数地址 了，链接就会找不到。
注意事项
代码膨胀
inline函数内部不同指令长度情况下，编译器会自动对内联函数展开与否所做出的判断结果，这时候就可能出现代码膨胀的问题。
我们看见当内联函数复杂时，函数调用又出来了。这就是我们之前说的特性的第二点：
2. inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建 议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不 是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。
假如我们假设Func有100行，有1w个调用位置。
假设内联展开了 100*1w
假设内联没有展开 100+1w
所以内联函数不是万能的需要谨慎使用。
声明和定义不要分离
为了理解透彻，我们分别建立Text.cpp 、Stack.h 、 Stack.cpp三个文件
Text.cpp
#include"Stack.h"int main(){Add(1, 2);return 0;}Stack.h
#pragma once#include<iostream>using namespace std;int Add(int a, int b){cout << "int Add(int a, int b)" << endl;return a + b;}Stack.cpp
#include"Stack.h"此时我们生成解决方案，编译器会发生报错。
这是是因为Text 和 Stack 都有Add这个函数定义和地址，链接时并且不构成函数重载（函数类型一直，初识C++（上）有写），就认为是重复的函数,进行重定义的报错。
那么如何解决呢？
1.声明和定义分离
为什么声明和定义分离就能成功呢？
Text想要进行函数调用，就要call Add 汇编指call没有函数地址进行函数调用，Stack.h里面没有函数地址和定义，最后在链接中的Stack.cpp找到。这样就可以避免函数重载了。
2.加static
static 有链接属性，只在当前文件可见（底层角度就是不会进符号表，符号表后面会进行合并、链接）
3.加inline
进入正题，我们先来看看声明和定义分开为什么不行。
上面我们说过函数调用需要函数（call），我们上面还说过内联函数展开（函数较小时）不提供地址，不提供地址进入符号表就无法调用。所以出现了无法解析的外部符号。
我们声明和定义不分离，就能成功运行。原理和static类似。
总结
1.声明和定义分离
2.加static，链接属性，只在当前文件可见。
3、加inline，声明定义不能分离。
4.小函数内联，大函数静态。
3.auto关键字
auto的意思是自动识别类型，自动推导类型。
auto必须初始化
特别的
auto k = & i; //传int，指针都行
auto *k= & i; //只能传指针
我们可以用在函数指针
void func(int a, int b){}int main(){void(*pf1)(int, int) = func; auto pf2 = func; cout << typeid(pf1).name() << endl;cout << typeid(pf2).name() << endl;}
结果是一样的，行得通。
注意事项
1.auto会一定程度上减少可读性。
auto p=func（）； //不能直观地知道调用的类型。2. auto不能直接用来声明数组
void TestAuto() { int a[] = {1,2,3}; auto b[] = {4，5，6}; } 
auto在范围for的语法
在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：
void TestFor() { int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i) array[i] *= 2; for (int* p = array; p < array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p) cout << *p << endl;}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，有时候还会容易犯错误。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。
依次取数组中的赋值给e，自动迭代，自动判断结束。
void TestFor() { int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };for(auto& e : array) e *= 2; for(auto e : array) cout << e << " "; return 0; }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
提一句，假设我们要对里面的值乘2，直接乘是行不通的。
int main(){int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)array[i] *= 2;for (int* p = array; p < array + sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++p)cout << *p << endl;for (auto e : array){e *= 2;}cout << endl;for (auto e : array){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;}
这是因为 arrray是将值赋给e，相当于e是arrray的拷贝 。
这时我们可以使用上篇博客（初识C++（上））讲的引用来实现
int main(){int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)array[i] *= 2;for (int* p = array; p < array + sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++p)cout << *p << endl;for (auto &e : array){e *= 2;}cout << endl;for (auto e : array){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;}
4.指针空值nullptr(C++11)
看多了C语言的问题，我们来看看C++自己的问题
在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最好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，比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向，我们基本都是按照如下方式对其进行初始化：
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 f(int i){cout << "f(int)" << endl;}void f(int* p){cout << "f(int*)" << endl;}int main(){f(0);f(NULL);return 0;}按道理应该是，第一个匹配第一个，第二个匹配第二个。
但是当我们运行后，会发现两个都匹配第一个去了。
原因就出现在之前的宏定义里面 ：
#ifndef NULL #ifdef __cplusplus //就是C++语言 #define NULL 0 //将NULL定义为0； #else #define NULL ((void *)0) #endif #endif这样f(NULL) 和 f(0)就没有区别了，那是否我们将f(NULL);改成f((void*)NULL);就可行了呢？
我们看一下
还是不行， 我们可以看见两者均可匹配，有歧义。我们试试f((int*)NULL);
这样就可以了，是不是有坑，所以为了补上这个坑，C++引入了nullptr关键字。
void f(int i){cout << "f(int)" << endl;}void f(int* p){cout << "f(int*)" << endl;}int main(){f(0);f(NULL);f((int*)NULL);f(nullptr);int* p = nullptr; return 0;}
注意事项
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。
5.结语
好了，初识C++（下）到这里结束了，如果有什么错误还请各位指正，我是₯㎕星空&繁华，我们下次见！
