引用、数组引用与指针引用、内联函数inline、四种类型转换运算符

时间：2023-02-20 23:08:38

一、引用

（1）、引用是给一个变量起别名
定义引用的一般格式：类型  &引用名 ＝ 变量名；
例如：int a=1;  int  &b=a;// b是a的别名，因此a和b是同一个单元
注意：定义引用时一定要初始化，指明该引用是谁的别名
在实际应用中，引用一般用作参数传递与返回值

引用不是变量，引用仅仅只是变量的别名，引用没有自己独立的空间，引用要与它所引用的变量共享空间，对引用所做的改变实际上是对它所引用的变量的改变，引用在定义的时候要进行初始化，引用一经初始化,不能重新指向其他变量。

（2）const 引用

const引用是指向const对象的引用

const int ival = 1024;
const int& refVal = ival; //ok:both reference and object are const
int &ref2 = ival; //error:nonconst reference to a const object

（3）、按引用传递

引用传递方式是在函数定义时在形参前面加上引用运算符"&"
例如：swap(int &a,int &b);
按值传递方式容易理解，但形参值的改变不能对实参产生影响
地址传递方式通过形参的改变使相应的实参改变，但程序容易产生错误且难以阅读
引用作为参数对形参的任何操作都能改变相应的实参的数据，又使函数调用显得方便、自然

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#include <iostream>
using namespace std;
void swap(int &x, int &y);
int main(void)
{
    int a, b;
    a = 10;
    b = 20;
    swap(a, b);
    cout << "a=" << a << "b=" << b << endl;
    return 0;
}
void swap(int &x, int &y)
{
    int temp;
    temp = x;
    x = y;
    y = temp;
}

注意：引用作参数时，函数的实参与形参在内存*用存储单元，因此形参的变化会使实参同时变化。

（4）、引用作为返回值

引用的另一个作用是用于返回引用的函数
函数返回引用的一个主要目的是可以将函数放在赋值运算符的左边。
注意：不能返回对局部变量的引用，具体可以参见我的这篇文章，文章里面还比较了引用与指针的关系。

（5）、引用与指针区别

引用访问一个变量是直接访问，而指针是间接访问。
引用是一个变量的别名，本身不单独分配自己的内存空间，而指针有自己的内存空间。
引用一经初始化不能再引用其它变量，而指针可以。
c++建议尽可能使用引用，不得已时使用指针。

二、数组引用与指针引用

请注意：sizeof 返回的是ssize_t (32位下4字节，64位为8字节）

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/*************************************************************************
    > File Name: test.cpp
    > Author: Simba
    > Mail: dameng34@163.com 
    > Created Time: Wed 21 May 2014 06:50:11 PM PDT
 ************************************************************************/

#include<iostream>
using namespace std;

void func1(char s[10]) // char *s 
{
    cout<<"func1"<<endl;
    cout<<sizeof(s)<<endl;
    cout<<s[1]<<endl;
    s[1] = 'B';
    cout<<s[1]<<endl;   
}

void func2(char (&ss)[100])  // 数组引用
{
    cout<<"func2"<<endl;
    cout<<sizeof(ss)<<endl;
    cout<<ss[1]<<endl;
    char * f2 = ss;
    f2[1] = 'D';
    cout<<f2[1]<<endl;
}

void func3(char * const &  sss)// 指针引用
{
    cout<<"func3"<<endl;
    cout<<sizeof(sss)<<endl;
    cout<<sss[1]<<endl;
    char * f3 = sss;
    f3[1] = 'F';
    cout<<f3[1]<<endl;
}

int main(void)
{

char s[10] = {'a', 'b'};
    char ss[100] = {'c', 'd'};
    char sss[1000] = {'e', 'f'};

cout<<"main fun"<<endl;
    cout<<sizeof(s)<<endl;

func1(s);
    func2(ss);
//  func2(sss);  error
    func3(sss);

return 0;
}

输出为：

simba@ubuntu:~/Documents/code/cpp$ g++ test.cpp -o test
simba@ubuntu:~/Documents/code/cpp$ ./test 
main fun
10
func1
4
b
B
func2
100
d
D
func3
4
f
F

如果数组为const char s[n]; 那么三个func的参数前面都得加const，当然此时就不能够在函数里面修改数组元素了。

三、内联函数

（1）、内联函数

当程序执行函数调用时，系统要建立栈空间，保护现场，传递参数以及控制程序执行的转移等等，这些工作需要系统时间和空间的开销。有些情况下，函数本身功能简单，代码很短，但使用频率却很高，程序频繁调用该函数所花费的时间却很多，从而使得程序执行效率降低。

为了提高效率，一个解决办法就是不使用函数，直接将函数的代码嵌入到程序中，可以使用带参数的宏定义实现，但是这种方法也有缺点，程序可读性往往没有使用函数的好，如果缺少了一些括号还可能出现歧义。
为了协调好效率和可读性之间的矛盾，C++提供了另一种方法，即定义内联函数，方法是在定义函数时用修饰词inline。inline关键字告诉编译器，这个函数的调用要尽可能快，可以当普通的函数调用实现，也可以用宏展开的办法实现。在C99也引入了inline
关键字。

（2）、内联函数和带参数的宏的区别

inline int max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}
#define MAX(a, b)  ((a) > (b) ? (a) : (b))

内联函数调用时，要求实参和形参的类型一致,另外内联函数会先对实参表达式进行求值，然后传递给形参；如果实参表达式有Side Effect，那么这些SideEffect只发生一次。例如MAX(++a, ++b)，如果MAX是个真正的函数，a和b只增加一次。而宏调用时只用实参简单地替换形参；如果MAX是上面那样的宏定义，则要展开成k
= ((++a)>(++b)?(++a):(++b))，a和b 增加的次数就难说了。
内联函数是在编译的时候、在调用的地方将代码展开的，而参数宏则是在预处理时进行替换的，故生成的目标文件都比较大。

在C++中建议采用inline函数来替换带参数的宏。

四、四种类型转换

参考我的这篇文章。

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范

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