C++ primer（八）--内联函数 引用变量 引用传递函数参数 函数重载/模板/模板具体化

时间：2021-09-02 23:12:25

一、内联函数

    常规函数和内联函数的区别在于C++编译器如何将他们组合到程序中。编译过程的最终产品是可执行程序--由一组机器语言指令组成。运行程序时，操作系统将这些指令载入到计算机内存中，因此每条指令都有特定的内存地址。执行到函数调用指令时，程序将在函数调用后立即存储该指令的内存地址，并将函数参数复制到堆栈，跳到标记函数起点的内存单元，执行函数代码，然后跳回到地址被保存的指令处。来回跳跃并记录跳跃位置意味着以前使用函数时，需要一定的开销。

    有了内联函数，编译器使用相应的函数代码替换函数调用。对于内联代码，程序无需跳到另一个位置处执行代码，再跳回来。内联函数的运行速度比常规函数快，但是代缴是需要占用更多的内存。

    使用这项特性，必须采取下述措施之一：

  • 在函数声明前加上关键字inline;
  • 在函数定义前加上关键字inline;

二、引用变量

    引用是已定义的变量的别名。主要作用是用作函数的参数。通过将引用作参数，函数将使用原始数据，而不是副本。因此，除了指针之外，引用也为函数处理大型结构提供了一种非常方便的途径。

  1）创建引用变量

    int rats;

    int & temp=rats;

    &不是地址运算符，而是类型标示符的一部分。就像声明中的char* 指的是指向char的指针一样，int &指的是指向int的引用。

    int rats=10;

    int & temp=rats;

    int * temp1=&rats;

    不过引用必须在声明引用变量时进行初始化。引用更接近const指针，必须在创建时进行初始化，一旦与某个变量关联起来，就效忠于它。

    int & temp=rats;

    实际是下述代码的伪装表示：

    int * const pr=&rats;

    对于上述的引用变量temp，如果一个变量再为int wang=10;

    temp=wang;

    最终的结果是：temp还是指向rats，只不过这个时候rats的值为10，地址仍旧为rats，并不是和wang的地址一样。

    再看下下面的代码：

int rats=101;

int * pt=&rats;

int & temp=*pt;

int bun=10;

pt=&bun;

将temp初始化为*pt使得temp指向rats，接下来将pt的指向改为bun，通过这种方式企图修改引用temp的值，是不可能的。
  2）将引用用作函数参数

    引用经常被用作函数参数，使得函数中的变量名称为调用程序中的变量的别名。这种传递参数的方法称为引用传递。按引用传递允许调用的函数能够访问函数中的变量。C语言只能按值传递，按值传递导致被调用函数使用调用程序的值的拷贝。还是看段代码自己领悟吧：

#include <iostream>

using namespace std;

double cube(double a)

{

	a*=a*a;

	return a;

	}

double refcube(double & a)

{

	a*=a*a;

	return a;

	}

int main()

{

	double a=3;

	cout<<cube(a);

	cout<<"= cube of"<<a<<endl;

	cout<<refcube(a);

	cout<<"= refcube of "<<a<<endl;

	return 0;

	}

对于合适使用引用参数，可以根据自己思考的结果，使用引用参数的主要原因有两个：

  • 程序员能够修改调用函数中的数据对象。
  • 通过传递引用而不是整个数据对象，可以提高程序的运行速度。

三、函数重载

    函数多态（函数重载）能够使用多个同名的函数。其中函数多态和函数重载这两个术语是同一个概念。重载函数就像是有多个含义的动词。使用上下文确定要使用的重载函数版本。

    如果两个函数的参数数目和类型相同，同时参数的排列顺序也相同，则他们的特征相同，而变量名是无关紧要的。C++允许定义名称相同的函数，条件是他们的特征标志不同。

四、函数模板

    函数模板允许以任意类型的方式来定义函数：

template <typename Anytype>

void swap(Anytype &a,Anytype &b)

{

    Anytype temp;

    temp=a;

    a=b;

    b=temp;

}

    第一行指出，要建立一个模板，并将类型命名为Anytype。关键字template和typename是必需的，除非可以使用关键字class代替typename。必须使用尖括号。类型名可以任意选择（这里为Anytype）。但是需要注意的就是，在自己写练习时，模板函数名不能使用swap，因为模板中也有这么一个模板。对于模板，也是可以重载的，重载的过程和原来一样。在模板显示实例化，可以通过一个例子来说明：

template <typename T>

T add(T a,T b)

{

   return a+b;

}

.....

int m=6;

double x=10.2

cout<<Add<double>(x,m)<<endl;

上述例子就是显示实例化的例子。

  1）编译器选择使用哪个函数版本、

    对于函数重载、函数模板和函数模板重载，C++需要一个定义良好的策略，来决定为函数调用使用哪一个函数定义，尤其是有多个参数时。这个过程称为重载解析，大体步骤：

  • 创建候选函数列表。包括与被调用函数的名称相同的函数和模板函数
  • 使用候选函数列表创建可行函数列表。
  • 确定是否有最佳的可行函数。


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