内联函数是一种编译器优化技术,它可以将函数的代码直接插入到函数调用的地方,而不是通过函数调用的方式。这样可以减少函数调用的开销,提高程序的执行效率。
举个例子,当你在一个项目中,想要频繁调用一个Add函数
当你调用一千次,一万次,函数栈帧相应的要建立这么多次,对于代码空间和时间考虑,消耗大,也浪费。
此时,你肯定在想到C语言
中的宏来在代码进行预处理解决
当然你也要注意括号问题,在使用宏定义时需要格外小心,因为宏定义是在编译时进行替换的,如果定义不当可能会导致一些意料之外的行为,避免出现以下有关括号写法问题:
代码测试
于C++
中,在函数声明前增加inline
关键字来告诉编译器这个函数为内联函数:
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。当编译器编译运行到内联函数,将会把函数调用的代码,直接替换,不需要再去Call该函数的地址,然后再通过这个函数的地址去寻找函数的代码,这样可以避免函数调用时建立栈帧的开销,提高程序的运行效率。这在反汇编中汇编代码中操作中有所体现,让我们看看:
例子中,代码的在前面原本的代码中加多了一个inline,因此这个函数是内联函数,编译器会将main()函数中的Add(6,8)先把6放在在寄存器eax中,然后让8与寄存器eax进行相加,这样的直接操作就实现了函数的相加,相比调用函数开销,提高了程序的运行效率。 这是反汇编对比图:
查看内联函数的方式确实需要根据编译模式的不同而采取不同的方法: 在 Visual Studio 2019 中,查看内联函数的步骤如下:
-
call
指令,就说明该函数被内联展开了
另外,Visual Studio 2019 还提供了一个更直观的方式来查看内联函数的情况:
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。下图为《C++prime》
第五版关于inline
的建议:
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。
链接错误:main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "
cpp void __cdecl f(int)" (?f@@YAXH@Z)
,该符号在函数_main
中被引用
宏的优缺点? 优点: 1.增强代码的复用性。 2.提高性能。 缺点: 1.不方便调试宏。(因为预编译阶段进行了替换) 2.导致代码可读性差,可维护性差,容易误用。 3.没有类型安全的检查 。
C++有哪些技术替代宏?
const
enum
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,大家可思考下为什么?
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。
简言之:使用 auto
声明变量时,编译器会自动推导出变量的类型,无需显式指定。
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
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&
auto
不能直接用来声明数组
auto
关键字确实不能直接用来声明数组。这是 C++
语言的一个特性限制。在 C++ 中,数组是一种特殊的数据结构,它的大小和元素类型在编译时就必须确定。而 auto
关键字是用来进行类型推导的,它无法推导出数组的大小和元素类型。
所以,下面的代码是无法编译通过的:
正确的做法是使用显式的类型声明:
或者使用 std::array
容器,它可以与 auto
关键字配合使用:
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。在C++98
中如果要遍历一个数组,可以按照以下方式进行:
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。
注意: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。
因为 array 在这里是一个指针,而不是一个数组。使用范围 for 循环遍历指针是不合适的,因为循环的范围是未知的。
begin()
和 end()
成员函数,返回指向容器首尾元素的迭代器: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:
NULL
实际是一个宏,在传统的C语言头文件(stddef.h)
中,可以看到如下代码:
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:
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