02.C++(二)----引用

(建立于2017/12/21)

1.引用是變量的别名

#include "iostream"  //包含c++的頭檔案
using namespace std;
int main() {
    int a = 10;
    int &b = a;
    b = 20;  //b是a的别名，修改b的值就等于修改了a
    cout << "a="<<a<< endl;
    cout << "b=" << b<< endl;
    system("pause");
    return 0;
}

列印
a=20
b=20
請按任意鍵繼續. . .

2.指針和引用的比較

#include "iostream"  //包含c++的頭檔案
using namespace std;

void swap(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

void swap(int &a, int &b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
int main() {
    int a = 10;
    int b = 20;

    //通過指針交換兩個變量的值
    swap(&a, &b);
    cout << "a="<<a<< endl;
    cout << "b=" << b<< endl;

    //通過引用交換兩個變量的值
    swap(a, b);
    cout << "a=" << a << endl;
    cout << "b=" << b << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

3.複雜資料類型的引用

#include "iostream"  //包含c++的頭檔案
using namespace std;
struct Boss {
    int age;
};
void print1(Boss *b1) {
    b1->age = 10;
}
void print2(Boss &b2) {
    b2.age = 20;
}

void print3(Boss b3) {
    b3.age = 30;
}
int main() {
    Boss boss;
    boss.age = 100;
    //通過指針修改變量的值
    print1(&boss); //b1是指向boss的指針
    cout << "boss.age="<< boss.age<< endl;

    //通過引用修改變量的值
    print2(boss); //b2是boss的别名
    cout << "boss.age=" << boss.age << endl;

    //這種方式無法修改變量的值
    print3(boss); //b3是形參，将boss拷貝一份給了b3，但是修改b3跟boss沒有關系
    cout << "boss.age=" << boss.age << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

4.引用的本質

1.引用在c++内部的實作是一個常指針

Type& name <<-->> Type *const name

2.c++編譯器在編譯過程中使用常指針作為引用的内部實作，是以引用所占記憶體空間于

指針相同

3.從使用角度，引用會讓人誤以為其隻是一個别名，沒有自己的存儲空間，這時c++為了實用性而做的細節隐藏。也就是說底層實作和指針是相同的，隻不過這一步由編譯器替我們做了

5.引用做函數傳回值

#include "iostream"  //包含c++的頭檔案
using namespace std;

int& getA() {
    int a;
    a = 30;
    return a;
}
int main() {
    int a;
    
    //使用一個int變量接收一個int型的引用，得到的是這個引用的值
    a = getA();

    //使用int型引用接收int型引用，得到的是這個引用的位址
    int &b= getA();
    cout << "a=" << a << endl;
    cout << "b=" << b << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

6.傳回函數本身

#include "iostream"  //包含c++的頭檔案
using namespace std;

int& getA() {
    int a;
    a = 30;
    return a;
}

int getB() {
    int a;
    a = 20;
    return a;
}
int main() {
    //傳回的是一個數字 20， 20 = 200是編譯不過的
    //getB() = 200;
    //傳回的是引用，也就是a本身，相當于給a重新指派
    getA() = 100;
    cout << "a=" << getA << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

注意這些代碼無法直接運作，需要調試

#include <stdlib.h>
#include<iostream>

//引用就是某一變量（目标）的一個别名，對引用的操作與對變量直接操作完全一樣。其格式為：類型 &引用變量名 = 已定義過的變量名

//注意這裡define後邊不加分号，否則使用PI的那行代碼（return PI  * r * r;）會提示 --*的操作必須是指針--
//#define PRICE 30;的意思是把你下面代碼中的PRICE全部替換成30;
//你錯誤我估計有兩原因 第一你的分号是中文分号第二你下面的代碼類似于
//I = PRICE * 5; 之類的 應為這樣宏替換之後就成了 I = 30; *5; 
#define PI 3.14

using namespace std;

//類
class MyCircle {
    //屬性（共用權限通路修飾符）
private:
    double r;
    double s;
public:
    void setR(double r) {
        this->r = r;
    }
    //擷取面積
    double getS() {
        return PI * r * r;
    }
};

//結構體
struct MyTeacher{
    public:
    char name[20];
    int age;
    public:
    void say(){
        cout << this->age << "歲" << endl;
    }
};
void main(){
MyTeacher t1;
t1.age = 10;
t1.say();
system("pause");
}
//指針值交換
void swap_1(int *a, int *b) {
    int c = 0;
    c = *a;
    *a = *b;
    *b = c;
}

//引用值交換
//為在程式中調用該函數，則相應的主調函數的調用點處，直接以變量作為實參進行調用即可，而不需要實參變量有任何的特殊要求
void swap_2(int &a, int &b) {
    int c = 0;
    c = a;
    a = b;
    b = c;
}


void main() {

    //-------------類（可以繼承）---------------
    MyCircle c1;
    c1.setR(4);
    cout << "圓的面積：" << c1.getS() << endl;

    //-------------結構體（不可以繼承）---------------
    MyTeacher t1;
    t1.age = 10;
    t1.say();

    //-------------Boolean類型---------------
    //bool isSingle = true;
    //大于0的數都代表正确
    bool isSingle = 17;
    //false -17
    
    if (isSingle) {
        cout << "單身" << endl;
        cout << sizeof(bool) << endl;//1個位元組
    }
    else {
        cout << "有對象" << endl;
    }

    int a = 10, b = 20;
    ((a > b) ? a : b) = 30;
    cout << b << endl;

    //-------------引用類型---------------
    //變量名-門牌号(記憶體空間0x00001的别名，可不可以有多個名字？)
    int a = 10;
    //b就這個記憶體空間另外一個别名\
    //& C++中的引用
    int &b = a;
    cout << b << endl;


    //-------------指針和引用實作值的交換---------------
    int x = 10;
    int y = 20;

    printf("%d,%d\n", x, y);
    //指針交換
    //swap_1(&x, &y);

    //a成了x的别名
    //引用交換
    swap_2(x, y);
    printf("%d,%d\n", x, y);

    system("pause");
}

1）傳遞引用給函數與傳遞指針的效果是一樣的。這時，被調函數的形參就成為原來主調函數中的實參變量或對象的一個别名來使用，是以在被調函數中對形參變量的操作就是對其相應的目标對象（在主調函數中）的操作。

2）使用引用傳遞函數的參數，在記憶體中并沒有産生實參的副本，它是直接對實參操作；而使用一般變量傳遞函數的參數，當發生函數調用時，需要給形參配置設定存儲單元，形參變量是實參變量的副本；如果傳遞的是對象，還将調用拷貝構造函數。是以，當參數傳遞的資料較大時，用引用比用一般變量傳遞參數的效率和所占空間都好。

3）使用指針作為函數的參數雖然也能達到與使用引用的效果，但是，在被調函數中同樣要給形參配置設定存儲單元，且需要重複使用"*指針變量名"的形式進行運算，這很容易産生錯誤且程式的閱讀性較差；另一方面，在主調函數的調用點處，必須用變量的位址作為實參。而引用更容易使用，更清晰。

7.常引用的初始化

#include "iostream"  //包含c++的頭檔案
using namespace std;

int main() {
    int a = 10;
    const int &b = a;
    //常引用 讓變量b擁有隻讀屬性，不能通過b去修改a
    //b = 39;

    //常引用兩種初始化方式
    {
        int a1 = 30;
        //用a1變量去初始化常引用
        const int a2 = a1;
    }

    {
        const int a = 40;

        //普通引用無法直接通過字面量初始化，
        //引用是記憶體空間的别名，一個數字是沒有記憶體空間的
        //int &m = 32; 

        //常引用可以直接指派，c++編譯器會給32配置設定空間，然後
        //建立一個m指針指向這個空間
        const int &m = 32;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

8.内聯函數和宏

1.c++編譯器可以将一個函數進行内聯編譯，這個函數叫内聯函數，内聯函數在最終生成的代碼中是沒有定義的，c++編譯器直接将内聯函數插入到函數調用的地方，内聯函數沒有普通函數調用時的額外開銷（壓棧跳轉傳回）

2.c++編譯器不一定準許函數的内聯請求。内聯函數是對編譯器的一種請求，是以編譯器可能拒絕，内聯函數由編譯器處理，直接将編譯後的函數插入到掉用的地方，宏代碼片段由由預處理器處理，進行簡單的文本替換，沒有任何編譯的過程

3.現代c++編譯器可以進行編譯優化，是以一些函數即使沒有inline聲明，也可能被編譯器進行内聯編譯

内聯編譯的限制：

不能存在任何形式的循環語句

不能存在過多的判斷語句

函數體不能過于龐大

不能對函數進行取址操作

内聯函數聲明必須在調用之前

#include "iostream"  //包含c++的頭檔案
using namespace std;

#define FUN(a,b) ((a<b?a:b))

inline int myFun(int a, int b) {
    return a < b ? a : b;
}
int main() {
    int a = 1;
    int b = 3;
    //int c = FUN(a, b);
    int c = myFun(a, b);
    printf("c =%d",c);
    system("pause");
    return 0;
}

9.預設參數

c++在函數聲明時可以為參數提供一個預設值，預設值在函數調用時可指定可不指定，如果不指定，編譯器會自動使用預設值替代。預設參數必須在形參清單的末尾定義，否則無法編譯通過，見注釋掉的fun3

#include "iostream"  //包含c++的頭檔案
using namespace std;

void fun1(int a = 2) {
    cout << "a="<<a<< endl;
}

void fun2(int a = 2, int b = 3) {
    cout << "a=" << a <<" b="<<b<< endl;
}

//void fun3(int a = 2, int b = 3,int c) {
//  cout << "a=" << a << " b=" << b << endl;
//}

void fun3(int a, int b = 2, int c = 3) {
    cout << "a=" << a << " b=" << b <<" c"<<c<< endl;
}
int main() {
    
    fun1();
    fun2();
    fun3(12);
    system("pause");
    return 0;
}

10，占位參數

占位參數隻有參數類型聲明，沒有參數名聲明，一般情況下，在函數體内部無法使用占位參數，那麼要它有何用？注意，雖然如此，調用時也必須指定實參，否則無法編譯通過。占位參數不像預設參數，在形參清單中，在前在後定義都可以

#include "iostream"  //包含c++的頭檔案
using namespace std;

void fun1(int a,int) {
    cout << "a="<<a<< endl;
}
void fun2(int, int,int a) {
    cout << "a=" << a << endl;
}
int main() {
    
    fun2(1,2,3);
    fun1(1, 2);
    system("pause");
    return 0;
}

11.預設參數和占位參數結合

将二者結合起來使用，用于後期程式的擴充和對c代碼的相容，你會發現下邊的兩種調用方式都可以通過了

#include "iostream"  //包含c++的頭檔案
using namespace std;

//第三個參數，預設參數和占位參數結合
void fun1(int a, int b, int = 3) {
    cout << "a="<<a<< endl;
}

int main() {
    fun1(1, 2, 3);
    fun1(1, 2);
    system("pause");
    return 0;
}

02.C++(二)----引用

1.引用是變量的别名

2.指針和引用的比較

3.複雜資料類型的引用

4.引用的本質

5.引用做函數傳回值

6.傳回函數本身

7.常引用的初始化

8.内聯函數和宏

9.預設參數

10，占位參數

11.預設參數和占位參數結合

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