C++学习笔记——函数探幽

前言

最近在看《C++ Primer Plus》,打算补一补C++(感觉自己还差得好远)。在看了第8章《函数探幽(Adventures in Functions)》后,记录一下一些知识点。

C++内联函数

内联函数是C++为提高程序运行速度所做的一项改进,和常规函数相比,差别不在于编写方式,而在于编译器如何将它组合到程序代码中。在机器指令中,调用常规函数需要来回跳跃,有一定的开销。而对于内联函数,编译器将使用相应的函数代码替换函数调用。因为不需要来回跳转,内联函数的运行速度提高了,但是需要占用更多的内存。内联函数与C语言的宏类似,但更推荐内联函数。只有在函数很短时才能采用内联方式。
使用方法是:
1.在函数声明之前添加inline
2.在函数定义之前添加inline

引用变量

引用变量是一种伪装指针,它允许为变量创建别名(另一个名称)。引用变量主要被用作处理结构和类对象的函数的参数。
(1)创建引用变量

int rats;
int & rodents = rats;

rodents和rats指向相同的值和内存单元。

int rats = 101;
int &rodents = rates;
cout << rats << "," << rodents << endl;

int bunnies = 50;
rodents = bunnies;
cout << rats << "," << rodents << endl;

输出结果为
101,101
50,50

事实上rodents就是rats的别名,所以 rodents = bunnies 语句就意味着 rats = bunnies。

(2)将引用用作函数参数
这是最常见的用法。引用作为函数参数传递时,实际传递的不是参数的一个副本,而是参数本身,此时修改实参和修改形参效果一样。在C语言中,要对传入参数进行修改,则必须使用指针。(用太多了,不想写,要注意应尽可能使用const)

(3)返回引用和普通返回值
普通返回值:先重新生成一个数据,然后将要返回的值复制到该内存。
引用返回:返回引用对象的一个别名。但是要避免返回一个临时变量的引用,避免返回指向临时变量的指针。一般会返回一个引用参数。

//以下是三个string字符串拼接的实现
//第参数s1和s2采用引用,然后返回临时值得拷贝,这样没有问题。
string version1(const string & s1,const string & s2){
    string temp;
    temp = s2 + s1 + s2;
    return temp;
}
//返回一个引用参数的引用,原理上不会有什么问题,但是这样产生负面影响就是会修改s1
const string & version2(string & s1,const string & s2){
    s1 = s2 + s1 + s2;
    return s1;
}
//返回一个临时值的引用,运行出错,该方法完全行不通
const string & version3(string & s1,const string & s2){
    string temp ; 
    temp = s2 + s1 + s2;
    return temp;
}

(4)何时使用引用参数
使用引用参数的主要原因有两个:

  • 程序员能够修改调用函数中的数据对象。
  • 通过传递引用而不是整个数据对象,可以提高程序运行速度。

指导原则:

对于使用传递的值而不作修改的函数:

  • 如果数据对象较小,如内置数据类型或者小型结构,则按值传递。
  • 如果数据对象是数组,则只能使用指针,并且将指针声明为指向const的指针。
  • 如果数据对象较大,则使用const指针或者const引用,节省复制结构所需的时间和空间。
  • 如果数据对象是类对象,则使用const引用。类设计的语义常常要求使用引用。这是C++增添引用这个特性的主要原因。

对于修改调用函数中数据的函数

  • 如果数据对象是内置数据类型,则使用指针。
  • 如果数据对象是数组,则只能使用指针。
  • 如果数据对象是结构,则使用引用或者指针。
  • 如果数据对象是类对象,则使用引用。

默认参数

默认参数:在函数调用中传递参数的时候,如果省略了一些参数传递,则这些参数使用一个默认值。
下面就是一个使用默认参数的函数原型

char* left(const char * str,int n = 1);

注意事项:
(1)要对某个参数设置默认参数,则其右边的参数都应该设置成默认参数。
(2)实参按照从左到右的顺序依次赋给相应的参数,不能跳过任何参数。
(3)使用默认参数的赋值规则:当实参个数少于形参个数时,优先从左至右顺序给形参赋值,当参数不够时,该参数以及其右边的参数都使用默认参数。

函数重载(略)

函数模板

函数模板自动完成重载函数的过程,只需使用泛型和具体算法来定义函数,编译器将为程序中使用特定参数类型生成正确的函数定义。

template <typename AnyType>
void Swap(AnyType &a, AnyType &b)
{
    AnyType temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
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