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C++入门——引用、内联与auto-创新互联

C++——引用、内联与auto 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。
比如：李白（701年2月28日—762年12月），字太白，号青莲居士，又号“谪仙人”，唐代伟大的浪漫主义诗人，被后人誉为“诗仙”，与杜甫并称为“李杜”。这都是李白的称呼，都指代李白本人。包括你也有大名和小名，以后还会有某某某的母亲（或者父亲），某某某的老婆（或老公）等等一系列称呼。
想必大家看到这了，也能发现其实引用就是给一个变量起一个小名而已。用来用去还是他。

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类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

void TestRef()
{int a = 10;
 int& ra = a;//<====定义引用类型
 
 printf("%p\n", &a);
 printf("%p\n", &ra);
}

就这样你会发现打印出来的地址都是一样的，因为两个是一个变量（大小名而已）。当然你改其中一个，另一个也会被更改。
注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

引用有哪些注意：
1.引用在定义之前一定要赋值（初始化）。
2.一个变量可以有多个引用（多个小名）。
3.引用一旦被引用一个变量，就不可以再引用他人（做人要专一）。

void TestConstRef()
{const int a = 10;
 //int& ra = a; // 该语句编译时会出错，a为常量
 const int& ra = a;
 // int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量
 const int& b = 10;
 double d = 12.34;
 //int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同
 const int& rd = d;
}
那么有什么用呢？

1.做参数

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

2.做返回值

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

如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，则可以使用引用返回，如果已
经还给系统了，则必须使用传值返回。

传引用返回可以先理解为传址返回（引用的底层还是指针）。你想一下临时变量被销毁了，你还在用他的值，是不是太欺负人了？被销毁的临时变量就要用传值返回。

引用与指针的区别

在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的。
引用和指针的不同点:

  1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
  2. 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型
    实体
  3. 没有NULL引用，但有NULL指针
  4. 在sizeof中含义不同：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)
  5. 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
  6. 有多级指针，但是没有多级引用
  7. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理
  8. 引用比指针使用起来相对更安全
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，没有函数压栈的开销，
内联函数提升程序运行的效率。
在这里插入图片描述
如果在上述函数前增加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。
查看方式：

  1. 在release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
  2. 在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开(因为debug模式下，编译器默认不会对代码进
    行优化，以下给出vs2013的设置方式)
    在这里插入图片描述
    直接变成加法了，而不是调用函数。这样可以节省时间（用空间换时间）。

特性：

  1. inline是一种以空间换时间的做法，省去调用函数额开销。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。
  2. inline对于编译器而言只是一个建议，编译器会自动优化，如果定义为inline的函数体内有循环/递归等
    等，编译器优化时会忽略掉内联。
  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。
auto关键字

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。
可以自动匹配类型（超级舒服，iterator可以躺平了）。

int TestAuto()
{return 10;
}
int main()
{int a = 10;
 auto b = a;
 auto c = 'a';
 auto d = TestAuto();
 
 cout<< typeid(b).name()<< endl;
 cout<< typeid(c).name()<< endl;
 cout<< typeid(d).name()<< endl;
 
 //auto e; 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化
 return 0;
}

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。

  1. 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&
int main()
{int x = 10;
 auto a = &x;
 auto* b = &x;
 auto& c = x;
 cout<< typeid(a).name()<< endl;
 cout<< typeid(b).name()<< endl;
 cout<< typeid(c).name()<< endl;
 *a = 20;
 *b = 30;
 c = 40;
 return 0;
}
  1. 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 TestAuto()
{auto a = 1, b = 2; 
 auto c = 3, d = 4.0; // 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
}

注意

  1. auto不能作为函数的参数
  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以后会讲到的C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等
    进行配合使用。
范围for

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 TestFor()
{int array[] = {1, 2, 3, 4, 5 };
 for(auto& e : array)
 e *= 2;
 
 for(auto e : array)
 cout<< e<< " ";
 //与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。
 return 0;
}
  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。
    注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定
void TestFor(int array[])
{for(auto& e : array)
 cout<< e<
  1. 迭代的对象要实现++和==的操作。(关于迭代器这个问题，以后会讲，现在大家了解一下就可以了)
    只要支持迭代器，就一定支持范围for。

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