目錄

一、引用

1.引用的概念

2.引用的特性

3.常引用

4.引用的使用場(chǎng)景

?????????做參數(shù)

?????????做返回值

5.傳值、傳引用效率比較

值和引用的作為返回值類型的性能比較

6.引用和指針的區(qū)別

?引用和指針的不同點(diǎn)

?二、內(nèi)聯(lián)函數(shù)

1.內(nèi)聯(lián)函數(shù)的概念

2.內(nèi)聯(lián)函數(shù)的特性

3.宏與內(nèi)聯(lián)函數(shù)

宏的優(yōu)缺點(diǎn)

??優(yōu)點(diǎn)：

??缺點(diǎn)：

在C++中代替宏的方法

前言

?????????前面我們講了C語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)，也了解了一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且講了有關(guān)C++的命名空間的一些知識(shí)點(diǎn)以及關(guān)于C++的缺省參數(shù)、函數(shù)重載，也相信大家都掌握的不錯(cuò)，接下來(lái)博主將會(huì)帶領(lǐng)大家繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)C+＋的知識(shí)點(diǎn)——引用 和 內(nèi)聯(lián)函數(shù)。下面話不多說(shuō)坐穩(wěn)扶好咱們要開車了。

一、引用

1.引用的概念

????????在C++中，引用是一種用于簡(jiǎn)化變量操作的概念。通過(guò)引用，可以創(chuàng)建一個(gè)已存在變量的別名，用于在程序中對(duì)原變量進(jìn)行操作，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)引用不是新定義一個(gè)變量，而是給已存在變量取了一個(gè)別名，編譯器不會(huì)為引用變量開辟內(nèi)存空間，它和它引用的變量共用同一塊內(nèi)存空間。引用的使用方式是在變量聲明時(shí)在其類型前加上&符號(hào)，例如:

int num = 10;
int& ref = num;// 引用聲明和初始化

????????在上面的例子中，ref 是對(duì) num 的引用，它們指向同一個(gè)內(nèi)存位置。因此，對(duì) ref 的操作實(shí)際上是對(duì) num 的操作，它們完全等價(jià)。

?????????類型& 引用變量名(對(duì)象名) = 引用實(shí)體；

void TestRef()
{
    int a = 10;
    int& ra = a;//<====定義引用類型

    printf("%p\n", &a);
    printf("%p\n", &ra);
}

??????????注意：引用類型必須和引用實(shí)體是同種類型的！??！

2.引用的特性

1. 引用在定義時(shí)必須初始化
2. 一個(gè)變量可以有多個(gè)引用
3. 引用一旦引用一個(gè)實(shí)體，再不能引用其他實(shí)體
4.傳遞函數(shù)參數(shù):通過(guò)引用傳遞函數(shù)參數(shù)，可以在函數(shù)內(nèi)部修改原始變量的值，而無(wú)需進(jìn)行拷貝。

3.常引用

void TestConstRef()
{
    const int a = 10;
    //int& ra = a; // 該語(yǔ)句編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)，a為常量

    const int& ra = a;
    // int& b = 10; // 該語(yǔ)句編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)，b為常量
    const int& b = 10;

    double d = 12.34;
    //int& rd = d; // 該語(yǔ)句編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)，類型不同
    const int& rd = d;
}

4.引用的使用場(chǎng)景

?????????做參數(shù)

void Swap(int& left, int& right)
{
    int temp = left;
    left = right;
    right = temp;
}

?????????做返回值

int& Count()
{
    static int n = 0;
    n++;
    // ...  代碼塊
    return n;
}

??注意：如果函數(shù)返回時(shí)，出了函數(shù)作用域，如果返回對(duì)象還在(還沒(méi)還給系統(tǒng))，則可以使用引用返回，如果已經(jīng)還給系統(tǒng)了，則必須使用傳值返回。

5.傳值、傳引用效率比較

????????以值作為參數(shù)或者返回值類型，在傳參和返回期間，函數(shù)不會(huì)直接傳遞實(shí)參或者將變量本身直接返回，而是傳遞實(shí)參或者返回變量的一份臨時(shí)的拷貝，因此用值作為參數(shù)或者返回值類型，效率是非常低下的，尤其是當(dāng)參數(shù)或者返回值類型非常大時(shí)，效率就更低。

#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };

void TestFunc1(A a){}

void TestFunc2(A& a){}

void TestRefAndValue()
{
    A a;
    // 以值作為函數(shù)參數(shù)
    size_t begin1 = clock();
    for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
        TestFunc1(a);
    size_t end1 = clock();
    
    // 以引用作為函數(shù)參數(shù)
    size_t begin2 = clock();
    for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
        TestFunc2(a);
    size_t end2 = clock();

    // 分別計(jì)算兩個(gè)函數(shù)運(yùn)行結(jié)束后的時(shí)間
    cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
    cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}

值和引用的作為返回值類型的性能比較

#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };

A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a;}
// 引用返回
A& TestFunc2(){ return a;}

void TestReturnByRefOrValue()
{
    // 以值作為函數(shù)的返回值類型
    size_t begin1 = clock();
    for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
        TestFunc1();
    size_t end1 = clock();

    // 以引用作為函數(shù)的返回值類型
    size_t begin2 = clock();
    for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
        TestFunc2();
    size_t end2 = clock();

    // 計(jì)算兩個(gè)函數(shù)運(yùn)算完成之后的時(shí)間
    cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
    cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}

????????通過(guò)上述代碼的比較，發(fā)現(xiàn)傳值和指針在作為傳參以及返回值類型上效率相差很大。

6.引用和指針的區(qū)別

在語(yǔ)法概念上引用就是一個(gè)別名，沒(méi)有獨(dú)立空間，和其引用實(shí)體共用同一塊空間。

int main()
{
    int a = 10;
    int& ra = a;

    cout<<"&a = "<<&a<<endl;
    cout<<"&ra = "<<&ra<<endl;

    return 0;
}

??在底層實(shí)現(xiàn)上實(shí)際是有空間的，因?yàn)橐檬前凑罩羔樂(lè)绞絹?lái)實(shí)現(xiàn)的。

int main()
{
    int a = 10;

    int& ra = a;
    ra = 20;

    int* pa = &a;
    *pa = 20;

    return 0;
}

我們來(lái)看下引用和指針的匯編代碼對(duì)比

?引用和指針的不同點(diǎn)

??引用概念上定義一個(gè)變量的別名，指針存儲(chǔ)一個(gè)變量地址。
??引用在定義時(shí)必須初始化，指針沒(méi)有要求
??引用在初始化時(shí)引用一個(gè)實(shí)體后，就不能再引用其他實(shí)體，而指針可以在任何時(shí)候指向任何一個(gè)同類型實(shí)體
??沒(méi)有NULL引用，但有NULL指針
??在sizeof中含義不同：引用結(jié)果為引用類型的大小，但指針始終是地址空間所占字節(jié)個(gè)數(shù)(32位平臺(tái)下占4個(gè)字節(jié))
??引用自加即引用的實(shí)體增加1，指針自加即指針向后偏移一個(gè)類型的大小

??有多級(jí)指針，但是沒(méi)有多級(jí)引用

??訪問(wèn)實(shí)體方式不同，指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理
??引用比指針使用起來(lái)相對(duì)更安全

?二、內(nèi)聯(lián)函數(shù)

1.內(nèi)聯(lián)函數(shù)的概念

????????以inline修飾的函數(shù)叫做內(nèi)聯(lián)函數(shù)，編譯時(shí)C++編譯器會(huì)在調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的地方展開，沒(méi)有函數(shù)調(diào)用建立棧幀的開銷，內(nèi)聯(lián)函數(shù)提升程序運(yùn)行的效率。

?如果在上述函數(shù)前增加inline關(guān)鍵字將其改成內(nèi)聯(lián)函數(shù)，在編譯期間編譯器會(huì)用函數(shù)體替換函數(shù)的
調(diào)用。

2.內(nèi)聯(lián)函數(shù)的特性

?inline是一種以空間換時(shí)間的做法，如果編譯器將函數(shù)當(dāng)成內(nèi)聯(lián)函數(shù)處理，在編譯階段，會(huì)
用函數(shù)體替換函數(shù)調(diào)用。

缺陷：可能會(huì)使目標(biāo)文件變大

優(yōu)勢(shì)：少了調(diào)用開銷，提高程序運(yùn)行效率。

?inline對(duì)于編譯器而言只是一個(gè)建議，不同編譯器關(guān)于inline實(shí)現(xiàn)機(jī)制可能不同，一般建議：將函數(shù)規(guī)模較小(即函數(shù)不是很長(zhǎng)，具體沒(méi)有準(zhǔn)確的說(shuō)法，取決于編譯器內(nèi)部實(shí)現(xiàn))、不是遞歸、且頻繁調(diào)用的函數(shù)采用inline修飾，否則編譯器會(huì)忽略inline特性。

?inline不建議聲明和定義分離，分離會(huì)導(dǎo)致鏈接錯(cuò)誤。因?yàn)閕nline被展開，就沒(méi)有函數(shù)地址了，鏈接就會(huì)找不到。

3.宏與內(nèi)聯(lián)函數(shù)

宏的優(yōu)缺點(diǎn)

??優(yōu)點(diǎn)：

????????1.增強(qiáng)代碼的復(fù)用性。?

????????2.提高性能。

??缺點(diǎn)：

????????1.不方便調(diào)試宏。（因?yàn)轭A(yù)編譯階段進(jìn)行了替換）

????????2.導(dǎo)致代碼可讀性差，可維護(hù)性差，容易誤用。

????????3.沒(méi)有類型安全的檢查 。

在C++中代替宏的方法

1. 常量定義換用const enum

2. 短小函數(shù)定義換用內(nèi)聯(lián)函數(shù)文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-602782.html

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