🏠专栏介绍：浅尝C++专栏是用于记录C++语法基础、STL及内存剖析等。
🚩一些备注：之前的文章有点杂乱，这里将前面的知识点重新组织了，避免了过多冗余的废话。
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文章目录
- 内联函数
- 概念
- 特性
- 应用
- auto关键字
- auto介绍
- auto使用细则
- auto不能推导的场景
- 范围for（C++11）
- 范围for的语法
- 范围for的使用条件
- nullptr（C++11）
内联函数
我们在声明并定义函数后，在使用函数时，就需要调用对应函数。在调用过程中，会有建立栈帧和销毁栈帧的损耗。C++中为了减少这类损耗，引入了内联函数。
概念
以inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，没有函数调
用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。
在上图程序中，我们发现代码的反汇编中，调用了Add函数。由于Add相对较短，如果我们在Add函数的最前面加上inline，那么编译器就会在调用的地方展开Add函数，而不会调用函数（减少了建立和销毁栈帧的损耗）。
如果在函数前增加inline关键字将其改成内联函数，在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。加上inline后，相当于将main函数中调用Add地方替换成num1+num2。
如果想在Visual Studio上查看inline函数的替换，查看方法如下↓↓
1.将发布版本改为release版本，生成可执行文件后，查看反汇编文件，就可以看到inline展开效果。
2.如果发布版本为debug，需要打开项目属性页，点击属性配置→C/C++→优化，再将内联函数展开改为只适合于__inline(/Obj1)。生成可执行文件后，查看反汇编文件，就可以看到inline展开效果。
特性
- inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运行效率。
- inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建
议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不
是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。 - 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。
★ps：由于在编译阶段，编译器看到内联函数后，并不会将内联函数保存进符号表并记录该函数地址。当编译器要将内联函数在函数调用处展开时，由于声明和定义分离，导致无法展开。而在链接阶段，由于符号表中没有对应的函数地址，导致无法链接而报错。
应用
对于C语言中的宏，它具有如下优点：
①增强代码的复用性
②提高性能
但它的缺点也很明显：
①不方便调试（宏在预处理阶段展开，而语法检查等在编译阶段才开始，导致无法对宏中的语法正误进行判断）
②导致代码可读性差、可维护性差、容易错误使用
③没有类型安全检查
C++中，对于短小函数定义，使用内联函数替换宏函数；对于常量定义，使用const和enum替换。
auto关键字
在C++中，随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，主要体现在：
①类型难以拼写
②含义不明确导致容易出错
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
int main()
{
std::map<std::string, std::string> animal { {"cat", "猫"}, {"panda", "熊猫"}, {"pig", "猪"}};
std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
while(it != m.end())
{
//....
}
return 0;
}
std::map<std::string, std::string>::iterator是一个类型名，但该类型名太长了，特别容易写错。也许你会使用C语言的typedef给它取一个别名。
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
typedef std::map<std::string, std::string> Map;
int main()
{
Map animal { {"cat", "猫"}, {"panda", "熊猫"}, {"pig", "猪"}};
Map::iterator it = m.begin();
while(it != m.end())
{
//....
}
return 0;
}
虽然typedef可以解决类型过长的问题，但它也会引入新的问题↓↓↓
#include <iostream>
using namespace std;
typedef char* pstring;
int main()
{
const pstring p1 = 0;
const pstring* p2 = 0;
cout << typeid(p1).name() << endl;
cout << typeid(p2).name() << endl;
return 0;
}
上面定义了一个char*类型的指针p1和指向字符的常量指针p2。可以看到，typedef这么定义导致程序杂乱，无法知道变量的实际类型
在编程时，常常需要把表达式的值赋值给变量，这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的
类型。然而有时候要做到这点并非那么容易，因此C++11给auto赋予了新的含义。
auto介绍
在早期C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，但遗憾的是一直没有人去使用它。因为即使我们不加上auto关键字修饰，也能定义局部变量，何必多敲一个单词呢？
C++11中，标准委员会赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一
个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'c';
auto d = 6.66;
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
return 0;
}
注意
使用auto定义变量时必须对其进行初始化，在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。因此auto并非是一种“类型”的声明，而是一个类型声明时的“占位符”，编译器在编译期会将auto替换为变量实际的类型。
auto使用细则
场景一：auto与指针和引用结合起来使用
用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 10;
auto pa1 = &a;
auto* pa2 = &a;
auto& ra = a;
cout << typeid(pa1).name() << endl;
cout << typeid(pa2).name() << endl;
cout << typeid(ra).name() << endl;
return 0;
}
场景二：在同一行定义多个变量
当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。
void test()
{
auto a = 1, b = 2;//ok!
auto c = 2.2, d = "abcde"; //该行代码会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同
}
auto不能推导的场景
场景一：auto不能作为函数的参数
此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导。
★ps：编译阶段无法知道哪里调用了该函数，导致函数中的参数无法确定。
// 此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导
void test(auto a)
{}
场景二：auto不能直接用来声明数组
void test()
{
int arr[] = {1,2,3};
auto b = {1,2,3};//error!!
}
★ps：为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法。auto在实际中最常见的优势用法就是跟下方会讲到的C++11提供的新式for循环，还有后序文章会讲解额lambda表达式等进行配合使用。
范围for（C++11）
范围for的语法
在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：
void test()
{
int arr[] = {1,2,3,4,5,6};
for(int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
{
cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
}
上面数组的大小完全可以使用sizeof(arr) / sizeof(arr[0])计算出来，为什么不让编译器帮我书写这一部分的代码，这类代码显然有些多余。对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。
因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围。
void test()
{
int arr[] = {1,2,3,4,5,6};
for(auto e : arr)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
★ps：与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以使用break来跳出整个循环。
范围for的使用条件
for循环迭代的范围必须是确定的
对于数组而言，就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围；对于类而言，应该提供begin和end的方法，begin和end就是for循环迭代的范围。
注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定
void test(int arr[])
{
for(auto e : arr)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
★ps：数组传递给函数参数后，将退化为指针，无法使用sizeof(arr)/sizeof(arr[0])计算整个数组的大小。此时sizeof(arr)的大小不再是整个数组的大小，而是指针的大小。
迭代的对象要实现++和==的操作
这部分将在后序文章介绍STL时讲解。
nullptr（C++11）
在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值，否则可能会出现不可预料的错误，比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向，我们基本都是按照如下方式对其进行初始化：
void test()
{
int* p = NULL;
}
NULL实际就是一个宏，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
可以看到，NULL可能被定义为字面常量0，或者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，比如：
void func(int)
{
cout << "func(int)" << endl;
}
void func(int*)
{
cout << "func(int*)" << endl;
}
int main()
{
func(0);
func(NULL);
func((void*)NULL);
return 0;
}
上面程序中func(NULL)本意时要调用func(int*)函数，但由于NULL被定义为0，导致实际与预期不符。
在C++98中，字面常量0既可以是一个整形数字，也可以是无类型的指针(void*)常量，但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量，如果要将其按照指针方式来使用，必须对其进行强转(void*)0。
★ps：auto的一些注意事项
①在使用nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件，因为nullptr是C++11作为新关键字引入的。
②在C++11中，sizeof(nullptr) 与sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
③为了提高代码的健壮性，在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr。
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