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C++入门——内联函数、auto关键字、基于范围的for循环

article 2025/3/13 6:16:44

C++入门——内联函数、auto关键字、基于范围的for循环

一、内联函数

1.概念引入

在C语言中，我们为了让函数调用不需要建立栈帧，提高效率，引入了宏函数，但是，宏函数存在较多的问题：首先，宏函数比较复杂，容易出错，可读性差；再者，宏函数还不能调试，因为在预处理的阶段就替换掉了，我们举个例子：
示例1
宏函数是易错的，这里的括号不能少，因为在预处理阶段，Add(10，20)是被直接替换成文本的，稍有不慎就会因为运算优先级问题导致结果不是我们想要的；而且这里的语法也容易出错，x、y前面不需要加类型，最后也不需要加return，都需要我们注意到。由此可见，宏函数需要一个更好的代替者——内联函数。内联函数以inline修饰，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，内联函数可以提升程序运行的效率。

2.使用特性

（1）我们来看一下内联函数的简单使用：

示例2

内联函数的具体写法还是和普通的函数一样，只不过要加上一个inline即可，非常方便，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开（宏函数是在预处理阶段进行替换），代码会被直接插入每个调用点。
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。

（2）注意事项

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。
内联函数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。

二、auto关键字

1.概念引入

随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，经常体现在类型难于拼写以及含义不明确导致容易出错，因此我们可以使用auto自动判断数据类型。
我们现在写的代码，并没有涉及到很复杂的类型，当我们学到标准模板库时，就会体会到auto的重要性了，我们先体验一下：
示例4
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。

2.注意事项

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&。
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，如图所示：
auto不能作为函数的参数
auto不能直接用来声明数组

三、基于范围的for循环

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。
示例7

依次取数组中数据赋值给e
自动迭代，自动判断结束
这里使用auto可以自动判断arr中是什么数据类型，当然，不用auto也可以，这里我们知道数组arr中的数据是整型，因此，可以使用int，如图所示：

当然，不管我们是否知道数据类型，我们都推荐使用auto，这样会更加方便。
我们还可以范围for对数组里的内容进行修改：

在这里，e就是数组arr中元素的别名，通过这种方式，我们可以对数组里的内容进行修改。