C++ -- 函数重载、引用、内联函数、auto、基于范围的for循环、指针空值nullptr

1.函数重载

1.1函数重载:

1.2函数重载需要注意：

1.3函数重载的一些特殊情况

1.4为什么C语言不支持函数重载，C++支持函数重载？底层逻辑是？

2.引用

2.1 引用特性

2.2 常引用

2.3 权限问题（权限放大，权限缩小，权限平移）

3. 内联函数

特性：

4.auto

4.1应用场景

4.2不能auto推导的场景

5.基于范围的for循环

6.指针空值nullptr

1.函数重载

1.1函数重载:

是函数的一种特殊情况，C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数，这
些同名函数的形参列表(参数个数或类型或类型顺序)不同，常用来处理实现功能类似数据类型
不同的问题。

void func(int a, char b)
{
	cout << "int,char" << endl;
}

void func(double a, double b)
{
	cout << "double,double" << endl;
}

void func(char a,int b)
{
	cout << "char,int" << endl;
}

void func()
{
	cout << "func()" << endl;
}

int main()
{
	int x = 1;
	double y = 10.0;
	char c = 'a';
	func(x,c);
	func(y, y);
	func(c, x);
	func();

	return 0;
}

C语言是不支持同名函数存在的，C++支持同名函数存在，即为函数重载；

1.2函数重载需要注意：

a、函数重载需要在同一个作用域，如果在两个命名空间中（命名空间域）中分别定义两个同名函数，这两个函数不是函数重载；

b、形参列表不同（参数个数，参数类型，类型顺序）；

c、不能用返回值不同来重载函数，调用函数时会根据参数来调用对应的函数；

1.3函数重载的一些特殊情况

在一些情况下：

a、在两个命名空间的同名函数，两个命名空间都展开，此时也不构成函数重载，因为还是不同作用域。

b、当有多个同名函数都可以隐式类型转换，函数调用会有歧义，只有一个函数才可能会有隐式类型转换。

c、缺省参数的函数重载，仍然是按照参数列表不同来重载，可以重载，但可能存在调用歧义

1.4为什么C语言不支持函数重载，C++支持函数重载？底层逻辑是？

C++支持函数重载的原理--名字修饰（函数名修饰规则）

这里涉及编译与链接的知识，可以看：http://t.csdnimg.cn/uEhhW

在C/C++中，一个程序要运行起来需要经历以下阶段：

1.实际项目中通常是由多个头文件和源文件构成，当test.cpp调用func.cpp中定义的Add函数时，编译后链接前，每个源文件的编译过程都是单线的过程，test.o的目标文件中没有Add函数的函数地址，因为Add是在func.cpp定义的，此时地址在func.o中，那么该怎么解决地址问题呢？

2.链接阶段处理这个问题，链接器看到test.o调用Add函数，但没有Add的地址，就会到func.o的符号表中找Add的地址，然后链接到一起。

3.链接时，对于Add函数，链接器要使用哪个名字去找呢？每个编译器都有自己的函数名修饰规则。

4.gcc编译C，函数修饰后名字不变

5.g++编译C++，函数的名字的修饰发生改变，编译器将函数参数类型等信息添加到修改后的名字中

6.之所以C语言没办法支持重载，是因为同名函数没办法区分；而C++是通过函数修饰规则来区分的，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持重载

7.如果两个函数函数名和参数一样，返回值不同是不构成重载的，因为调用时编译器没办法区分。

2.引用

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。

#include "test.h"
using namespace std;

int main()
{
	int a = 10;
	int& b = a;
	b = 100;
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << &a << endl;
	cout << &b << endl;

	return 0;
}

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

2.1 引用特性

1.引用在定义时必须初始化

2. 一个变量可以有多个引用

3. 引用一旦引用实体，再也不能引用其他实体

int main()
{
	int a = 1;
	int b = 2;
	int& c = a;
	int* p = &a;
	//指针变量可以改变指向
	p = &b;
	//b初始化后就不可以引用其他实体
	c = b;//这里是将b的值赋值给a
	cout << &a << endl;
	cout << &b << endl;
	cout << &c << endl;
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << *p << endl;

	return 0;
}

可以给指针取别名：

也可以给函数名取别名（虽然没什么用），因为函数名本质是指针变量：

2.2 常引用

2.3 权限问题（权限放大，权限缩小，权限平移）

1.权限的放大：

要注意：权限不能放大

2.权限的平移：

权限是可以平移的

3.权限的缩小：

权限也是可以缩小的

常引用其他情况：

2.4 引用应用场景：（坑，后面填上）

2.5 引用与指针

3. 内联函数

内联函数：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。

//频繁调用的小函数，建立栈帧会有消耗
//c语言解决--宏函数--不建议，容易出错
#define ADD(a,b) ((a)+(b))
//c++解决--函数内联--实际调用是直接展开，不需要建立栈帧
//注意：在debug版本默认不展开，这样做是为了方便调试
inline int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int main()
{
	int res = Add(1, 3);
	cout << res << endl;

	return 0;
}

如果在上述函数前增加inline关键字将其改为内联函数，在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用

（查看方式：1.release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add指令

2.debug 模式下，编译器默认不会对代码进行优化，不进行展开，需要对编译器进行设置）

inline int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int main()
{
	int res = Add(1, 3);
	cout << res << endl;

	return 0;
}

特性：

1.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。

2.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。
《C++prime》第五版关于inline的建议:内联说明只是向编译器发出的一个请求，编译器可以选择忽略这个请求。

一般来说，内联机制用于优化规模较小、流程直接、频繁调用的函数。很多编译器都不支持内联递归函数，而且一个 75 行的函数也不大可能在调用点内联地展开

3.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。（内联函数没有地址，内联函数不需要地址，直接在调用的地方展开，地址是用来call 跳转的，内联函数没有地址且不进符号表，没有地址链接就找不到，所以内联函数不建议声明和定义分离。）

4.auto

auto自动推导类型

int main()
{
	int a = 1;
	auto p1 = &a;
	auto* p2 = &a;
	//以上两种写法等价，不过auto* 限定了必须是指针
	cout << *p1 << ' ' << * p2 << 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。

4.1应用场景

1.与引用结合：

2.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。

4.2不能auto推导的场景

1.auto不能作为函数的参数，因为编译器无法对a的实际类型进行推导

2.auto不能直接用来声明数组

3.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

4.auto在实际中最常见的优势用法就是跟的C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用。

5.基于范围的for循环

使用条件：

1.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。

int main()
{
	int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	for (int num : a)
	{
		cout << num << ' ';
	}

	return 0;
}

//这样是错的，因为数组不支持传参，传过来是一个指针，不是数组
void TestFor(int array[])
{
	//只能对数组使用
	for (auto a : array)
	{
		cout << a << endl;
	}
}

2.迭代的对象要实现++和=的操作：（坑，以后填）

6.指针空值nullptr

NULL实际上是一个宏，在传统的C头文件<stddef.h>中

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 f(int)
{
 cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int*)
{
 cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{
 f(0);
 f(NULL);
 f((int*)NULL);
 return 0;
}

//程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，因此与程序的
//初衷相悖。

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。

注意:
1.在使用nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件，因为nulptr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。