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C++类与对象

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一:引用

1.1:概念

引用不是定义一个新的变量,而是给已经存在的变量取一个别名。注意:编译器不会给引用变量开辟内存空间,他和他的引用变量共用同一块内存空间。

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体。

1.2: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. 引用一旦引用一个实体,也就不能引用其他实体

通俗的讲就是:我们取外号,肯定是对一个对象取外号,不可能是这空气取外号,而且也可以给同一个人取多个外号,但是同一个外号我们就不要给多个人取了,那样就乱套了,就不知道叫的是谁了。

1.3:常引用

原则:对原引用变量,权限只能缩小,不能放大。

int main(){
		const int x = 20;
		//int& y = x;       // 放大
		const int& y = x;   // 不变
		int c = 30;
		const int& d = c;  // 缩小
		//cout << d << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

对常变量取别名时,要加const;

const int & b = 10;

注意:当引用类型和引用实体不是同一类型时,如:

double a = 3.14;
//int &ra = a; //该编译语句会报错,因为类型不同
const int & ra = a;
//加上const就可以了。

我们可以这么理解,当浮点型转换整型数据时,其中我们在C语言学过会发生隐式类型转换,在转换的时候会产生一个临时变量,这个临时变量具有常性,不可以被修改,如果不加const,那么权限被放大,所以需要加上const保证他的权限不变。

其实现在ra的地址已经不再是原变量a的地址了,是其中临时变量的地址。

1.4:使用场景

做参数:

void Swap(int& x, int& y)
{
	int tmp = x;
	x = y;
	y = tmp;
}
void Swap(double& x, double& y)
{
	double tmp = x;
	x = y;
	y = tmp;
}

做返回值 下面我们先看两个代码

int & Add(int a, int b){
	static int c = a + b;
	return c;
}
int main(){
	int & ret = Add(1, 2);
	Add(3, 4);
	cout << "Add(1, 2) is :" << ret << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

Add(1, 2) is :3
//请按任意键继续. . . 

int & Add(int a, int b){
	int c = a + b;
	return c;
}
int main(){
	int & ret = Add(1, 2);
	Add(3, 4);
	cout << "Add(1, 2) is :" << ret << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

Add(1, 2) is :7
//请按任意键继续. . .

都一个结果是3,第二个结果是7,为什么会这样呢?

我们知道在函数返回值时实际是产生一个临时变量,若传值返回,那么实际是发生了拷贝,若引用返回,那么其实是给这个临时变量取了别名,返回了这个临时变量的别名。 对于静态变量c的作用域不变,但是生命周期变长,在Add函数返回时,出了作用域,返还对象并没有还给系统,所以此时ret一直是第一次调用Add函数时产生的临时变量的别名,所以ret的结果是3。

1.5:引用和指针的区别

在语法概念上,引用就是一个别名,没有开辟独立的空间存储,和其引用实体共用同一块实体。

int main(){
	int a = 10;
	int & ra = a;
	cout << "&a = " << &a << endl;
	cout << "&ra = " << &ra << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

&a = 0137F8D8
&ra = 0137F8D8
请按任意键继续. . .

由代码结果可看是同一块地址。

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:

二:内联函数

2.1:概念

以inline修饰的函数叫做内联函数,用于解决C语言中宏函数难懂易错的缺陷。在编译时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。

如果在上述函数前增加inline关键字,将其改成内联函数,那么在编译期间编译器会用函数体(展开)替换函数的调用。

查看方式:

在Release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否有call Add

在Debug模式下,需要对编译器进行设置,否则也不会展开。

如VS2013版本设置:

右击项目名称——>属性:

2.2:特性

2.3:面试题

宏的优点?

缺点:

C++哪些技术可以替代宏?

三:auto关键字

3.1:auto简介

我们在学习C语言的时候就见过auto,当时认为使用auto修饰的变量是具有自动存储器的局部变量,但我们几乎没有使用。

在C++11中,标准委员会赋予了auto全新的含义:auto不再是一个存储类型标识符,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。

int TestAuto()
{
	return 10;
}
int main()
{
	const 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;
	return 0;
}

这里我们看打印的结果是:

int const *
char
int
请按任意键继续. . .

可见auto关键字可以自动识别变量的类型。这里**typeid(b).name()**可返回变量类型的字符串。

【注意】:使用auto关键字定义变量时,必须对其初始化,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,而是一种类型声明时的占位符,编译器在编译期间会将auto替换为变量实际类型。

3.2:auto使用细则

auto与指针和引用结合使用

用auto声明指针类型时,用auto和auto*没有任何区别,但是用auto声明引用类型时则必须加&。

int main()
{
	int x = 10, y = 20;
	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;
	system("pause");
	return 0;
}

int *
int *
int
请按任意键继续. . .

看这里a和b的类型都是int * ,所以用auto声明指针类型时,用auto和auto*没有任何区别。

在同一行定义多个变量当在同一行声明多个变量的时候,这些变量必须是同一类型的,否则编译器会出错,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。

注意看d下面编译器报错了,因为c和d的初始化表达式类型不同。

3.3:auto不能推导的场景

1:auto不可以作为函数形参

因为在形参处使用auto,编译器无法对a的实际类型进行推导。

2:auto不可以用来声明数组。

四:基于范围的for循环

4.1:范围for循环的语法

对于一个有范围的集合而言,在C++98中由程序员来说明循环的范围是多余的,有时候还容易犯错。因此在C++11中引入基于范围的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,第二部分则是表示被迭代的范围。

int main(){
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
	for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(int); ++i){
		array[i] *= 2;
	}
	for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(int); ++i){
		cout << array[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	// 范围for
	// 依次自动取array中的数据,赋值给e,自动判断结束
	for (auto& e : array){
		e /= 2;
	}
	for (auto x : array){
		cout << x << " ";
	}
	cout << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

2 4 6 8 10 12 14 16 18
1 2 3 4 5 6 7 8 9
请按任意键继续. . .

对于语句auto x : array意思是依次自动取array中的数据,赋值给e,所以相当于e是array中的拷贝,既然是拷贝,也就不能对array中的数据产生影响。对要改变array中数据,需要利用引用,正如代码中auto& e : array。

4.2:范围for循环的使用条件

for循环迭代的范围必须是确定的。

下面给出一个错误代码示例:

void TestFor(int array[])
{
	for (auto& e : array)
		cout << e << endl;
}

因为我们知道,函数传参,形参相对于实参发生降维,形参array是一个整型指针,所以这里for循环的迭代范围是不确定的。

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