【c++篇】:初识c++--编程新手的快速入门之道（二）

🕗 发布于 2024-10-18 00:11 c++ 开发语言 windows

文章目录

前言
一.引用
二.内联函数
三.auto关键字
四.基于范围的for循环
- 1.范围for的语法
- 2.范围for的使用条件
五.指针空值nullptr

前言

在上一篇文章中讲解了部分c++入门知识点，这篇文章将继续讲解剩下的知识点

一.引用

1.引用的概念

**引用（&)**不是新创建一个变量，而是为变量取别名。引用时共用一块空间，编译器不会新开辟空间。如图所示，b是a的别名，c是b的别名，它们的空间地址一样

using namespace std;
int main() {
int a = 1;
int& b = a;
int& c = b;
cout << &a << endl;
cout << &b << endl;
cout << &c << endl;
return 0;
}

在这里插入图片描述

C语言中用指针对变量进行修改，而c++可以直接用引用进行修改。

using namespace std;
int main() {
int a = 1;
int& b = a;
int& c = b;
cout << a << " ";
cout << b << " ";
cout << c << " ";
cout << endl;
b++;
cout << a << " ";
cout << b << " ";
cout << c << " ";
cout << endl;
c++;
cout << a << " ";
cout << b << " ";
cout << c << " ";
cout << endl;
return 0;
}

在这里插入图片描述

2.引用的特性

引用时必须初始化
int a=0;
int &b;   //错误
int &b=a; //正确
一个变量可以有多个引用
int a=0;
int &b=a;
int &c=a;
引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
int a=0;
int c=0;
int &b=a;
int &b=c;  //错误

3.引用的使用场景

做参数

我们之前用C语言写交换两个数的函数时需要用到指针传参，而c++中可以直接用引用做参数。比如下面的代码中，形参a,b就是实参x,y的别名（也就是引用），形参a,b交换，实参x,y也会交换。引用做参数可以提高函数调用的效率。

using namespace std;
//用指针做参数
void Swap1(int*a,int*b){
    int t=*a;
    *a=*b;
    *b=t;
}
//用引用做参数
void Swap2(int&a,int&b){
    int t=a;
    a=b;
    b=t;
}
int main(){
    int x=10,y=20;
    Swap1(&x,&y);
    cout<<x<<" "<<y<<endl;
    x=10,y=20;
    Swap2(x,y);
    cout<<x<<" "<<y<<endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

做返回值

函数传值返回时，会生成一个临时变量用来拷贝返回值，而引用做返回值时，不用生成临时变量，减少了拷贝，提高了效率。
```
int& Count(){
    static int n=0;
    n++;
    return n;
}
int main(){
    int ret=Count();
    return 0;
}
```
上面这段代码，返回的n在静态区，所以函数调用结束时，n依然还在。而下面这段代码则是引用做返回值时的错误用例：
```
int& Count(){
    int n=0;
    n++;
    return n;
}
int main(){
    int ret=Count();
    return 0;
}
```
不同的是下面的n是局部变量，当函数调用结束时，栈帧销毁，如果没有清理栈帧，ret可能是正确值，如果清理栈帧，ret就会是一个随机值。而如果接受也是引用时，那么ret就一定是随机值。比如：
```
int& Count(){
    int n=0;
    n++;
    return n;
}
int main(){
    //ret是n的别名
    int& ret=Count();
    return 0;
}
```

总结：

基本任何场景都可以用引用传参。
谨慎使用引用做返回值，出了函数作用域，对象不在就不能用引用返回，还在就可以用引用返回。

4.常引用

int main(){
    const int a=0;
    int& b=a;     //不可以，权限不能放大
    
    const int c=0;
    int d=c;      //可以，c拷贝给d，权限平移，d的改变不影响c
    
    int x=0;
    const int& y=x;//可以，权限缩小，如果x改变，y也会改变，但不能通过y来修改x
    
    double dd=1.11;
    int ii=dd;        //可以，借助int临时变量
    const int& rii=dd;//不可以，临时变量具有常性
}

5.引用和指针的区别

引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址
引用在定义时必须初始化，指针没有要求
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)
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
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
引用比指针使用起来相对更安全

二.内联函数

1.C语言的宏函数

我们首先来看下面这段代码：

int Add(int x,int y){
    return x+y;
}
int main(){
    for(int i=0;i<10000;i++){
        cout<<Add(i,i+1)<<endl;
    }
    return 0;
}

在调用函数时，每调用一次函数，就要在栈区创建和销毁一次空间，而我们上面这一段代码，频繁地调用函数，就会频繁地建立栈帧，大大降低了效率，为了解决这一情况，C语言用宏函数来替换：

#define Add(x,y) ((x)+(y))

利用宏函数来替换，不需要建立栈帧，大大提高调用效率。但缺点就是写起来较为复杂，容易出错，可读性差并且不能调试。

而在c++中为优化这一点，增加了新的内联函数inline。

2.内联函数的概念

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，没用调用函数建立栈帧，提升程序运行的效率。

还是上面的这一段代码：

//在函数类型前加上inline关键字
inline int Add(int x,int y){
    return x+y;
}
int main(){
    for(int i=0;i<10000;i++){
        cout<<Add(i,i+1)<<endl;
    }
    return 0;
}

3.内联函数的特性

inline是一种以空间换时间的做法，编译器将函数当成内联函数处理时，在编译阶段，会展开整个函数体来替换函数调用。少了调用开销，大大提高程序运行效率。
内联函数只适合函数规模较小的（也就是函数不是很长），不是递归且频繁调用的函数用inline修饰。比如函数fun()有50行代码，如果fun()不是内联函数时，10000个位置调用函数，合计共10000+50行，如果fun()是内联函数，合计共10000*50行。这就会使目标文件变大。
内联函数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，链接找不到。

//fun.h
#include<iostream>
using namespace std;
inline void fun(int i);

//fun.cpp
#include"fun.h"

void fun(int i) {
cout << i << endl;
}

//test.cpp
#include"fun.h"
int main() {
int x = 10;
fun(10);
return 0;
}

在这里插入图片描述

最好声明和定义放在一起：

//fun.h
#include<iostream>
using namespace std;
void fun(int i) {
cout << i << endl;
}

//test.cpp
#include"fun.h"
int main() {
int x = 10;
fun(10);
return 0;
}

三.auto关键字

1.`auto`的定义

在C语言的时候我们知道typedef关键字可以用来给一些类型取别名，对于一些较长的类型名时使用起来会很方便，比如，std::map<std::string,std::string>::iterator 是一个类型，但是该类型太长了，特别容易写错，于是可以通过typedef给类型取别名

typedef std::map<std::string, std::string> Map;

使用typedef确实可以简便代码，但是也会遇到一些特殊情况：

typedef char*pstring
int main(){
    const pstring p1;
    const pstring *p2;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

c++为了解决这一情况将auto赋予了新的含义。

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。

int TestAuto()
{
return 10;
}
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = TestAuto();
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
return 0;
}

在这里插入图片描述

2.`auto`的使用规则

使用auto时，一定要初始化，在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推到实际类型，然后将auto替换为变量的实际类型。

auto声明指针类型时，auto和auto*没有区别，但是auto声明引用类型时必须加上&。

int main() {
int a = 10;
auto b = &a;
auto* c = &a;
auto& d = a;
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
*b = 20;
*c = 30;
d = 40;
return 0;
}

在这里插入图片描述

在同一行定义多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器会报错。
```
void Testauto(){
    auto a=1,b=2;
    auto c=1,d=1.1;
}
```

3.`auto`不能推导的场景

auto不能作为函数的参数

void TestAuto(auto a){
    cout<<a<<endl;
}

在这里插入图片描述

**auto不能直接用来声明数组**

void TestAuto(){
    int a[]={1,2,3};
    auto b[]={4,5,6};
}

在这里插入图片描述

四.基于范围的for循环

1.范围for的语法

在C语言或者c++98中，我们如果要遍历一个数组，通常会按照以下方式进行

using namespace std;
int main() {
    int array[] = { 1,2,3,4,5,6 };
    for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(int); i++) {
        array[i] *= 2;
    }
    for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(int); i++) {
        cout << array[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

而在之后的c++11更新中，引入了基于范围的for循环，对于一个有范围的集合，在遍历时可以自动识别循环范围。for循环后的括号由: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。

using namespace std;
int main() {
    int array[] = { 1,2,3,4,5,6 };
    for (auto& e : array) {
        //每一项都乘以2
        e *= 2;
    }
    for (auto& e : array) {
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

和普通的for循环一样，范围for循环也可以用continue结束本次循环，也可以用break直接结束整个循环。

2.范围for的使用条件

for循环迭代的范围必须是确定的。

对于一个数组，就是数组第一个元素和最后一个元素的范围；在之后学到类时，还有关于类的范围。

下面这一段代码就是错误的，因为for的范围不确定，数组名作为参数传过来，我们只知道数组第一个元素，而不确定最后一个。

using namespace std;
void TestFor(int array[]){
    for(auto e:array){
        cout<<e<<endl;
    }
}
int main(){
    int array[]={1,2,3,4,5,6};
    TestFor(array);
    return 0;
}

在这里插入图片描述

五.指针空值nullptr

在C语言的时候我们知道NULL表示空指针，但实际上NULL是一个宏，NULL被定义为字面常量0或者无类型指针(void*)的常量。在C语言的头文件(stddef.h)中可以看到以下代码：

#ifndef NULL
#ifdef _cplusplus
#define NULL   0
#else
#define NULL   ((void*)0)
#endif
#endif

在使用NULL不可避免的会遇到一些特殊情况，比如：

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


int main() {
    f(0);
    f(NULL);
    return 0;
}

在这里插入图片描述

因为NULL被定义为0，因此程序默认调用了第一个函数void f(int)，如果要使NULL按照指针方式使用，必须1强制转换为`((void*)0)。

为了解决这个麻烦，在c++11时，引入了新关键字nullptr表示指针空值，在使用时，不需要包含头文件。

在上面的代码中加上这句，就会得到以下结果：

f(nullptr);

在这里插入图片描述

在c++11中，sizeof(nulllptr)与sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
以上就是关于c++入门部分的讲解，如果哪里有错的话，可以在评论区指正，也欢迎大家一起讨论学习，如果对你的学习有帮助的话，点点赞关注支持一下吧！！！
在这里插入图片描述

原文地址：https://blog.csdn.net/2301_82347435/article/details/143030277

免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！

上一篇：004-按照指定功能模块名称分组
下一篇：Java 滑动窗口算法详解及通用实现模板案例示范

八字口诀记网线八根线序
标准网络线的颜色排序顺序
阅读更多2024-10-19
群晖前面加了雷池社区版，安装失败，然后无法识别出用户真实访问IP
有nas的相信对公网都不模式，在现在基础上传带宽能有100兆的时代，有公网代表着家里有一个小服务器，像百度网盘，优酷这种在线服务都能部署为私有化服务。但现在运营商几乎不可能提供公网ip，要么自己买个云
阅读更多2024-10-19
Game design ...and beyond
本篇文章用来记录在学习过程中所提及到的游戏设计理念。
阅读更多2024-10-19
ImageQC 相关术语解释
这些术语通常用于生物医学成像领域，用来确保图像的质量符合特定的标准，从而确保研究或诊断的准确性。解释：图像质量控制（ImageQC）使用的软件版本号，用于确保图像符合特定的质量标准。解释：指图像是否通
阅读更多2024-10-19
MBTI性格测试【职场篇】
总的来说，MBTI的目标是帮助人们了解自己的倾向和喜好，从而更好地发展个人潜力，提高工作效率和人际关系。需要注意的是，MBTI只是个人特征的一种模型，不能全面解释一个人的全部维度和特征。MBTI是一个
阅读更多2024-10-19
惊喜！又一本开源免费的大模型书来了（附PDF）
《自然语言处理：大模型理论实践》（预览版）一书以自然语言处理中语言模型为主线，涵盖了从基础理论到高级应用的全方位内容，逐步引导读者从基础的自然语言处理技术走向大模型的深度学习与实际应用。
阅读更多2024-10-19
安装和简单使用Milvus
Milvus是国产的高性能分布式向量数据库。
阅读更多2024-10-19
Linux 环境变量
environ是二级指针**environ。不用命令行参数，也能获取到环境变量，因为命令行参数默认传的就是environ。echo是个命令，最后是一个子进程，myval是本地变量不能被继承？ls创建
阅读更多2024-10-19
DLL注入的术与道：分析攻击手法与检测规则
DLL 本质上是可供其他程序使用的函数和数据的集合，可将其视为虚拟公共资源，Windows运行的任何程序都会不断地调用动态链接库，以访问各种常见函数和数据。
阅读更多2024-10-19
HTML5教程（四） - 结构标签
ul标签，ol标签，li标签，table标签，form表单，布局类标签，iframe标签，radio标签，audio标签
阅读更多2024-10-19

【c++篇】:初识c++--编程新手的快速入门之道（二）

文章目录

前言

一.引用

1.引用的概念

2.引用的特性

3.引用的使用场景

4.常引用

5.引用和指针的区别

二.内联函数

1.C语言的宏函数

2.内联函数的概念

3.内联函数的特性

三.auto关键字

1.auto的定义

2.auto的使用规则

3.auto不能推导的场景

四.基于范围的for循环

1.范围for的语法

2.范围for的使用条件

五.指针空值nullptr

相关文章

1.`auto`的定义

2.`auto`的使用规则

3.`auto`不能推导的场景