C++_函数重载&引用&内联函数

文章目录

• • 1、缺省参数
  • • 1.1、概念
    • 1.2、分类：
    • 1.3、特性：
  • 2、函数重载
  • • 2.1、概念
    • 2.2、调用原理
    • 2.3、底层实现原理
    • 2.4、extern "C"
  • 3、引用
  • • 3.1、概念
    • 3.2、特性
    • 3.3、三种传参方式区别
    • 3.4、指针和引用的区别
  • 4、内联函数
  • • 4.1、宏常量
    • 4.2、宏函数
    • 4.3、C++如何解决宏的缺陷

1、缺省参数

1.1、概念

   在声明或定义函数时，给函数的参数设置一个默认值，当用户对函数进行调用时，如果传递了实参，则使用用户传递的实参；如果没有传递则使用默认值。

1.2、分类：

• 全缺省参数：所有参数都带有默认值；
• 半缺省参数：部分参数带有默认值。规则：必须从右往左依次给出。

1.3、特性：

1. 缺省参数必须从右往左给出；
2. 不能在函数声明和定义的位置同时给出；
3. 缺省参数在提供时—常量||全局变量；
4. C语言不支持。

2、函数重载

2.1、概念

   相同作用域下，函数名字相同，参数列表必须不同（参数个数、参数类型、类型次序）。

    注意：与函数的返回值类型是否相同没关系。

2.2、调用原理

   编译器在编译代码期间，需要对函数的实参类型进行推演，根据推演的结果选择对应合适类型的函数进行调用。

    注意：有该函数存在，则直接调用，如果不存在类型完全匹配的函数，则编译器会尝试进行隐式类型转换，转换完成后，如果有对应类型的函数，则进行调用，否则：编译失败（没有对应类型、调用二义性）。

2.3、底层实现原理

    C++之所以能够支持函数重载，C语言不支持函数重载，是因为C++编译器和C语言编译器对函数名字的修饰规则不同。

注意：不同编译器对函数名修饰的细节可能不太相同，但大概原理是一样的。

（1）C语言编译器对函数名字的修饰规则：只是在函数名字前加 _

（2）C++编译器对函数名字的修饰规则：C++编译器将参数类型放到最终的名字中。例如：g++的修饰规则【_Z+函数长度+函数名+类型首字母】

2.4、extern “C”

    在C++出现以前，很多代码都是C语言写的，而且很底层的库也是C语言写的，为了更好的支持原来的C代码和已经写好的C语言库，需要在C++中尽可能地支持C，而且在正常开发中，有些人擅长C语言，有些人擅长C++，那完全可能出现：C语言和C++混合起来编程。

    在函数前加“extern “C”,意思就是告诉编译器，将该函数按照C语言规则来编译”

extern "C" int Add(int left, int right);
int main()
{
 Add(1,2);
 return 0; }
           

3、引用

3.1、概念

   引用是一个别名，不是新定义一个变量，编译器不会给引用变量重新分配空间。引用变量与其引用地实体共用同一份内存空间。

3.2、特性

• 引用变量在定义时必须要初始化；
• 一个变量可以有多个引用；
• 引用变量一旦引用一个实体之后，就不能再去引用其它的实体。

3.3、三种传参方式区别

    1、传值：

        优点：可以对外部实参起到保护作用。

        缺点：不能通过形参改变外部的实参，因为形参是实参的一份拷贝，在函数体中，修改形参实际修改的是实参的一份拷贝.

        传参的效率低下，而且浪费空间。

    2、传地址：

        优点：可以通过形参改变外部的实参；不需要对实参进行拷贝，传参的效率高、节省空间。

        缺点：在不需要通过形参改变外部实参的情况下，代码安全性不高。可以避免：const

        指针：不安全，每次在使用时必须要判空，代码的可读性比较差。

    3、传引用：

        形参是实参的别名，对形参进行修改可以达到对实参的改变，对于不需要通过形参改变外部实参通过：const

        传参效率高、节省空间、代码可读性高。

    注意：在C++中，一般情况下传参时尽量使用引用。

内置类型：

1. 如果需要通过形参改变外部的实参，尽量传递引用；
2. 如果不需要通过形参改变外部的实参，使用传值、传引用+const

自定义类型：

    传参都是用引用， T& 和 const T&

3.4、指针和引用的区别

    说明：引用和指针在底层实现方式是完全相同的，引用就是按照指针的方式来实现的。

    在概念和特性以及使用方式上的区别：

1. 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址；
2. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求；
3. 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其它实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体；
4. 没有NULL引用，但有NULL指针；
5. 在sizeof中含义不用，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）；
6. 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；
7. 有多级指针，但没有多级引用；
8. 访问方式不同，指针需要解引用，引用编译器自己处理；
9. 引用比指针使用起来相对更安全。

4、内联函数

4.1、宏常量

    优点：一改全改，代码的可维护性高；常量名字具有一定的含义—#define MAX_SIZE 100

    缺点：宏常量没有类型的，不会参与到类型检测中，代码的安全性降低，而且一旦编译报错，报错的位置不准确。

4.2、宏函数

    优点：宏函数不是一个真正的函数，在预处理阶段，预处理器已经将宏函数进行替换了，少了函数调用参数压栈，开辟栈帧，返回等的开销了，代码的运行效率提高。

    缺点：

1. 在实现时，可能会比较麻烦，要到处加括号；

#define MUL(A, B) A*B
int main()
{
 int a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;
 cout<< MUL(a+b, c+d)<<endl; // 预处理阶段被替换成：a+b*c+d
 return 0; }
           

1. 宏函数也没有参数类型，不会有参数类型检测，安全性不高；
2. 宏函数在预处理阶段会展开，不能调试；
3. 宏函数具有副作用。

#define MAX(A, B) (((A) > (B))? (A) : (B))
int main()
{
 int a = 10, b = 20;
 cout<<MAX(++b, a)<<endl; // 期望输出21，但实际输出的是22,因为直接替换后，++b算了两次
 return 0; }
           

4.3、C++如何解决宏的缺陷

1、宏常量：const常量，可以达到宏替换的效果，而且具有类型，更加安全。

int main()
{
 const int a = 10;
 
 int* pa = (int*)&a; 
 *pa = 100; // 此处已经将a的值修改为100
 cout << *pa << endl; // 打印100
 cout << a << endl; // 打印10，因为在编译阶段，常量a被替换为10
 return 0; }
           

2、宏函数：解决方案—内联函数

    内联函数：在C++中被inline关键字修饰的函数称为内联函数；如果成员函数在类中定义，编译器也可能会将其当成内联函数来处理。

    特性：

• inline是一种空间换时间的做法，省去调用函数额外开销。所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜使用作为内联函数；
• 在编译阶段，如果编译器将一个函数当成是内联函数的情况下，在编译代码时会对内联函数进行展开，少了函数调用的开销，程序的运行效果提高了；
• inline是一个建议性的关键字，当修饰函数时，建议编译器将该函数当成内联函数来进行处理，即：在编译阶段，将该函数展开。如果定义为内联函数体内有循环/递归等等，编译器优化时会忽略掉内联；
• inline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，就没有函数地址了，链接就会找不到；
• inline函数具有文件作用域