【C++】初识C++（下）

前言 本篇博客继续总结一下C++入门的一些小知识 💓 个人主页：小张同学zkf ⏩ 文章专栏：C++ 若有问题 评论区见📝 🎉欢迎大家点赞👍收藏⭐文章 ​

1.引用

1.1引用的概念

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。⽐如：⽔壶传中李逵，宋江叫"铁⽜"，江湖上⼈称"⿊旋⻛"；林冲，外号豹⼦头；

类型& 引用别名 = 引用对象;

注：这里的&跟c语言中的取地址符号虽然一样，但作用完全不一样，大家不要混淆

我们来看一下例子

# include <iostream> using namespace std; int main () { int a = 0 ; // 引⽤： b 和 c 是 a 的别名 int & b = a; int & c = a; // 也可以给别名 b 取别名， d 相当于还是 a 的别名 int & d = b; ++d; // 这⾥取地址我们看到是⼀样的 cout << &a << endl; cout << &b << endl; cout << &c << endl; cout << &d << endl; return 0 ; }

此刻a,b,c,d全部指向同一个空间，d++就代表a,b,c,d全部++

引用的特性 • 引用在定义时必须初始化 • 一 个变量可以有多个引用 • 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

有了引用这个东西，在函数传参时，形参只需要是实参的引用，形参改变就可以影响实参，此刻不需要再考虑指针，方便了很多，当然应用的存在不仅仅方便了这一点

• 引⽤在实践中主要是于引⽤传参和引⽤做返回值中减少拷⻉提⾼效率和改变引⽤对象时同时改变被 引⽤对象。 • 引⽤传参跟指针传参功能是类似的，引⽤传参相对更⽅便⼀些。 • 引⽤返回值的场景相对⽐较复杂，这里先提下，后面博客具体讨论 • 引⽤和指针在实践中相辅相成，功能有重叠性，但是各有特点，互相不可替代。C++的引⽤跟其他语⾔的引⽤(如Java)是有很⼤的区别的，除了⽤法，最⼤的点，C++引⽤定义后不能改变指向， Java的引⽤可以改变指向。 • ⼀些主要⽤C代码实现版本数据结构教材中，使⽤C++引⽤替代指针传参，⽬的是简化程序，避开复杂的指针。

1.2const引用

• 可以引⽤⼀个const对象，但是必须⽤const引⽤。const引⽤也可以引⽤普通对象，因为对象的访

问 权限在引用过程中可以缩小，但是不能放大 。

• 不需要注意的是类似 int& rb = a*3; double d = 12.34; int& rd = d; 这样⼀些场景下a*3的和结果保存在⼀个临时对象中， int& rd = d 也是类似，在类型转换中会产⽣临时对象存储中间值，也就是时，rb和rd引⽤的都是临时对象，⽽C++规定临时对象具有常性，所以这⾥就触发了权限放⼤，必须要⽤常引⽤才可以。

• 所谓临时对象就是编译器需要⼀个空间暂存表达式的求值结果时临时创建的⼀个未命名的对象，

C++中把这个未命名对象叫做 临时对象 。

我们看个例子

int main () { const int a = 10 ; // 编译报错： error C2440: “ 初始化 ”: ⽆法从 “const int” 转换为 “int &” // 这⾥的引⽤是对 a 访问权限的放⼤ //int& ra = a; // 这样才可以 const int & ra = a; // 编译报错： error C3892: “ra”: 不能给常量赋值 //ra++; // 这⾥的引⽤是对 b 访问权限的缩⼩ int b = 20 ; const int & rb = b; // 编译报错： error C3892: “rb”: 不能给常量赋值 //rb++; return 0 ; }

# include <iostream> using namespace std; int main () { int a = 10 ; const int & ra = 30 ; // 编译报错 : “ 初始化 ”: ⽆法从 “int” 转换为 “int &” // int& rb = a * 3; const int & rb = a* 3 ; double d = 12.34 ; // 编译报错： “ 初始化 ”: ⽆法从 “double” 转换为 “int &” // int& rd = d; const int & rd = d; return 0 ; }

临时对像产生的条件 1.函数返回值 2.加减乘除 3.类型转换 当有以上情况时，会产生临时变量，此刻的值若想引用，必须是const引用，因为C++规定临时变量具有常性

1.3指针和引用的关系

C++中指针和引⽤就像两个性格迥异的亲兄弟，指针是哥哥，引⽤是弟弟，在实践中他们相辅相成，功能有重叠性，但是各有⾃⼰的特点，互相不可替代。

• 语法概念上引⽤是⼀个变量的取别名不开空间，指针是存储⼀个变量地址，要开空间。

• 引⽤在定义时必须初始化，指针建议初始化，但是语法上不是必须的。

• 引⽤在初始化时引⽤⼀个对象后，就不能再引⽤其他对象；⽽指针可以在不断地改变指向对象。

• 引⽤可以直接访问指向对象，指针需要解引⽤才是访问指向对象。

• 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，64位下是8byte)

• 指针很容易出现空指针和野指针的问题，引⽤很少出现，引⽤使⽤起来相对更安全⼀些。

2.inline

• ⽤inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调⽤的地⽅展开内联函数，这样调⽤内联

函数就 不 需要建⽴栈帧了，就可以提⾼效率。

• inline对于编译器⽽⾔只是⼀个建议，也就是说，你加了inline编译器也可以选择在调⽤的地⽅不展

开，不同编译器关于inline什么情况展开各不相同，因为C++标准没有规定这个。inline适⽤于频繁

调⽤的短⼩函数，对于递归函数，代码相对多⼀些的函数，加上inline也会被编译器忽略。 • C语⾔实现宏函数也会在预处理时替换展开，但是宏函数实现很复杂很容易出错的，且不⽅便调

试，C++设计了inline⽬的就是替代C的宏函数。

• vs编译器 debug版本下⾯默认是不展开inline的，这样⽅便调试，debug版本想展开需要设置⼀下

以下两个地⽅。

• inline不建议声明和定义分离到两个⽂件，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址，链接时会出现报错。

# include <iostream> using namespace std; inline int Add ( int x, int y) { int ret = x + y; ret += 1 ; ret += 1 ; ret += 1 ; return ret; } int main () { // 可以通过汇编观察程序是否展开 // 有 call Add 语句就是没有展开，没有就是展开了 int ret = Add ( 1 , 2 ); cout << Add ( 1 , 2 ) * 5 << endl; return 0 ; }

3.nullptr

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

• C++中NULL可能被定义为字⾯常量0，或者C中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，本想通过f(NULL)调⽤指针版本的

f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，调⽤了f(int x)，因此与程序的初衷相悖。f((void*)NULL);

调⽤会报错。

• C++11中引⼊nullptr，nullptr是⼀个特殊的关键字，nullptr是⼀种特殊类型的字⾯量，它可以转换

成任意其他类型的指针类型。使⽤nullptr定义空指针可以避免类型转换的问题，因为nullptr只能被

隐式地转换为指针类型，⽽不能被转换为整数类型。

# include <iostream> using namespace std; void f ( int x) { cout << "f(int x)" << endl; } void f ( int * ptr) { cout << "f(int* ptr)" << endl; } int main () { f ( 0 ); // 本想通过 f(NULL) 调⽤指针版本的 f(int*) 函数，但是由于 NULL 被定义成 0 ，调⽤了 f(int x) ，因此与程序的初衷相悖。 f ( NULL ); f (( int *) NULL ); // 编译报错： error C2665: “f”: 2 个重载中没有⼀个可以转换所有参数类型 // f((void*)NULL); f ( nullptr ); return 0 ; }

结束语 了解了一些入门小东西，下片博客就正式进入C++比较麻烦的一个章节——类和对象 OK，谢谢观看！！！