一、C++內(nèi)聯(lián)函數(shù)

內(nèi)聯(lián)函數(shù)是C++為提高程序運(yùn)行速度所做的改進(jìn)。常規(guī)函數(shù)和內(nèi)聯(lián)函數(shù)之間的主要區(qū)別不在于編寫方式，而在于C++編譯器如何將他們組合到程序中。
編譯過程的最終產(chǎn)品是可執(zhí)行程序。運(yùn)行程序時(shí)，操作系統(tǒng)將這些指令載入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，因此每條指令都有特定的內(nèi)存地址。計(jì)算機(jī)隨后將逐步執(zhí)行這些指令。有時(shí)候循環(huán)或者分支語句，將跳過一些指令，向前或向后跳到特定的地址。常規(guī)函數(shù)調(diào)用也使程序跳到另一個(gè)函數(shù)的地址，并在函數(shù)結(jié)束時(shí)返回。執(zhí)行函數(shù)調(diào)用指令時(shí)，程序?qū)⒃诤瘮?shù)調(diào)用后立即存儲(chǔ)該指令的內(nèi)存地址，并將函數(shù)參數(shù)復(fù)制到堆棧，保留內(nèi)存塊，跳到標(biāo)記函數(shù)起點(diǎn)的內(nèi)存單元，執(zhí)行函數(shù)代碼（也許還需將返回值放入寄存器中），然后跳回到地址被保存的指令處。
C++內(nèi)聯(lián)函數(shù)提供了另一種選擇。內(nèi)聯(lián)函數(shù)的編譯代碼與其他程序代碼的“內(nèi)聯(lián)”起來，也就是說，編譯器將使用相應(yīng)的函數(shù)代碼替換函數(shù)調(diào)用。對(duì)于內(nèi)聯(lián)代碼，程序無需跳到另一個(gè)位置處執(zhí)行代碼，再跳回來。因此，內(nèi)聯(lián)函數(shù)的運(yùn)行速度比常規(guī)函數(shù)稍快，但代價(jià)是需要占用更多的內(nèi)存。
應(yīng)該有選擇地使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)。如果執(zhí)行函數(shù)代碼地時(shí)間比處理函數(shù)調(diào)用機(jī)制地時(shí)間長，則節(jié)省的時(shí)間將只占用整個(gè)過程的很小一部分。如果代碼執(zhí)行時(shí)間很短，則內(nèi)聯(lián)調(diào)用使用大部分時(shí)間。另一方面，由于這個(gè)過程相當(dāng)快，因此節(jié)省了該過程的大部分時(shí)間，但節(jié)省的時(shí)間絕對(duì)值并不大，除非函數(shù)值經(jīng)常被調(diào)用。
要使用這項(xiàng)特性，必須采取下述措施之一：
1.在函數(shù)聲明前加上關(guān)鍵字inline；
2.在函數(shù)定義前加上關(guān)鍵字inline。
通常的做法是省略原型，將整個(gè)定義（即函數(shù)頭和所有函數(shù)代碼）放在本應(yīng)提供原型的地方。

#include <iostream> // an inline function definition inline double square(double x) { return x * x; } int main() {using namespace std;double a, b;double c = 13.0;a = square(5.0);b = square(4.5 + 7.5); // can pass expressionscout << "a = " << a << ", b = " << b << "\n";cout << "c = " << c;cout << ", c squared = " << square(c++) << "\n";cout << "Now c = " << c << "\n";// cin.get();return 0; }

內(nèi)聯(lián)函數(shù)和常規(guī)函數(shù)一樣，也是按值來傳遞的，如果參數(shù)為表達(dá)式即4.5+7.5，則函數(shù)將傳遞表達(dá)式的值12。這使得C++內(nèi)聯(lián)功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過C語言的宏定義。
盡管程序沒有提供獨(dú)立的原型，但C++原型特性仍在起作用。這是因?yàn)樵诤瘮?shù)首次使用前出現(xiàn)整個(gè)函數(shù)定義充當(dāng)了原型，這意味著可以給square()傳遞int和long值，將值傳遞給函數(shù)前，程序自動(dòng)將這個(gè)值強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為double類型。

二、引用變量

C++新增了一種復(fù)合類型——引用變量。引用是已定義的變量的別名，如果將twain作為clement變量的引用，則可以交替使用twain和clement來表示該變量。引用變量的主要用途是用作函數(shù)的形參。通過將引用變量用作參數(shù)，函數(shù)將使用原始數(shù)據(jù)，而不是其副本，這樣除指針之外，引用也為函數(shù)處理大型結(jié)構(gòu)提供了一種非常方便的途徑，同時(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)類來說，引用是必不可少的。
1.創(chuàng)建引用變量
C和C++使用&符號(hào)來指示變量的地址。C++給&符號(hào)賦予了另一個(gè)含義，將其用來聲明引用。

int rats； int & rodents = rats； //makes rodents an alias for rats

其中，&不是地址運(yùn)算符，而是類型標(biāo)識(shí)符的一部分。就像聲明中的char*指的是指向char的指針一樣，int&指的是指向int的引用。

#include <iostream> int main() {using namespace std;int rats = 101;int & rodents = rats; // rodents is a referencecout << "rats = " << rats;cout << ", rodents = " << rodents << endl;rodents++;cout << "rats = " << rats;cout << ", rodents = " << rodents << endl; // some implementations require type casting the following // addresses to type unsignedcout << "rats address = " << &rats;cout << ", rodents address = " << &rodents << endl;// cin.get();return 0; }

int & rodents = rats；中的&運(yùn)算符不是地址運(yùn)算符，而是將rodents的類型聲明為int&，即指向int變量的引用，
但是， cout << ", rodents address = " << &rodents << endl;中的&的運(yùn)算符是地址運(yùn)算符，其中&rodents表示rodents引用的變量的地址。
在上述的例子中，rats和rodents的值和地址都相同，將rodents加1將影響這兩個(gè)變量的值，更準(zhǔn)確的講rodents++操作講一個(gè)有兩個(gè)名稱的變量加1。

int rats = 101;int & rodents = rats; // rodents is a referenceint * prats = &rats; // parts a pointer

表達(dá)式rodents和*prats都可以同rats互換，而表達(dá)式&rodents和prats都可以同&rats互換。從這一點(diǎn)來講，引用看上去很像偽裝表達(dá)式的指針，但是引用又不同于指針，除了表示法不同以外，差別之一就是必須在聲明引用時(shí)將其初始化，而不能像指針那樣，先聲明，再賦值。

int rat； int & rodent； rodent = rat； //No,you can't do this. //必須在聲明引用變量時(shí)進(jìn)行初始化。

引用更接近c(diǎn)onst指針，必須在創(chuàng)建時(shí)進(jìn)行初始化，一旦與某個(gè)變量關(guān)聯(lián)起來，就將一直效忠于它，也就是說：
int & rodents = rats ;
實(shí)際上是下述代碼的偽裝表示：
int * const pr =&rats;

#include <iostream> int main() {using namespace std;int rats = 101;int & rodents = rats; // rodents is a referencecout << "rats = " << rats;cout << ", rodents = " << rodents << endl;cout << "rats address = " << &rats;cout << ", rodents address = " << &rodents << endl;int bunnies = 50;rodents = bunnies; // can we change the reference?cout << "bunnies = " << bunnies;cout << ", rats = " << rats;cout << ", rodents = " << rodents << endl;cout << "bunnies address = " << &bunnies;cout << ", rodents address = " << &rodents << endl;// cin.get();return 0; }

最初，rodents引用的是rats，隨后程序試圖將rodents作為bunnies的引用：rodents=bunnies;
這種意圖是成功的，因?yàn)閞odents的值從101變?yōu)榱?0。但是同時(shí)rats也變成了50，同時(shí)rats和rodents的地址也相同，而該地址與bunnies的地址不同。由于rodents是rats的別名，因此上述賦值語句與下面的語句等效：rats = bunnies；
也就是說，這意味著將bunnies變量的值賦給rat變量，簡而言之，可以通過初始化聲明來設(shè)置引用，但是不能通過賦值來設(shè)置。
2.將引用用作函數(shù)參數(shù)
引用經(jīng)常被用作函數(shù)參數(shù)，使得函數(shù)中的變量名成為調(diào)用程序中的變量的別名。這種傳遞參數(shù)的方法稱為按引用傳遞。按引用傳遞允許被調(diào)用的函數(shù)能夠訪問調(diào)用函數(shù)中的變量。
交換兩個(gè)變量的值：交換函數(shù)必須能夠修改調(diào)用程序中變量的值。這意味著按值傳遞變量將不管用，因?yàn)楹瘮?shù)將交換原始變量副本的內(nèi)容，而不是變量本身的內(nèi)容。但是傳遞引用時(shí)，函數(shù)可以使用原始數(shù)據(jù)，另一種方法是，傳遞指針來訪問原始數(shù)據(jù)。

#include <iostream> void swapr(int & a, int & b); // a, b are aliases for ints void swapp(int * p, int * q); // p, q are addresses of ints void swapv(int a, int b); // a, b are new variables int main() {using namespace std;int wallet1 = 300;int wallet2 = 350;cout << "wallet1 = $" << wallet1;cout << " wallet2 = $" << wallet2 << endl;cout << "Using references to swap contents:\n";swapr(wallet1, wallet2); // pass variablescout << "wallet1 = $" << wallet1;cout << " wallet2 = $" << wallet2 << endl;cout << "Using pointers to swap contents again:\n";swapp(&wallet1, &wallet2); // pass addresses of variablescout << "wallet1 = $" << wallet1;cout << " wallet2 = $" << wallet2 << endl;cout << "Trying to use passing by value:\n";swapv(wallet1, wallet2); // pass values of variablescout << "wallet1 = $" << wallet1;cout << " wallet2 = $" << wallet2 << endl;// cin.get();return 0; } void swapr(int & a, int & b) // use references {int temp;temp = a; // use a, b for values of variablesa = b;b = temp; } void swapp(int * p, int * q) // use pointers {int temp;temp = *p; // use *p, *q for values of variables*p = *q;*q = temp; } void swapv(int a, int b) // try using values {int temp;temp = a; // use a, b for values of variablesa = b;b = temp; }

void swapr(int & a, int & b); //pass variables
void swapp(int * p, int * q); //pass addresses of variables
void swapv(int a, int b); //pass values of variables
按引用傳遞swapr和按值傳遞swapv看起來相同。只能通過原型或函數(shù)定義才能知道swapr是按引用傳遞。然而地址運(yùn)算符&使得按地址傳遞swapp。
3.引用的屬性個(gè)特別之處

#include <iostream> double cube(double a); double refcube(double &ra); int main () {using namespace std;double x = 3.0;cout << cube(x);cout << " = cube of " << x << endl;cout << refcube(x);cout << " = cube of " << x << endl;// cin.get();return 0; } double cube(double a) {a *= a * a;return a; } double refcube(double &ra) {ra *= ra * ra;return ra; }

refcube（）函數(shù)修改了main（）中x的值，而cube（）沒有，這提醒我們?yōu)楹瓮ǔ０粗祩鬟f，變量a位于cube（）中，它被初始化x的值，但修改a并不會(huì)影響x。但由于refcube（）使用了引用參數(shù)，因此修改ra實(shí)際上就是修改x。
創(chuàng)建臨時(shí)變量：1.實(shí)參的類型是正確，但不是左值；2.實(shí)參的類型不正確，但可以轉(zhuǎn)換為正確的類型。
4.將引用用于結(jié)構(gòu)
引用引入主要是為了用于結(jié)構(gòu)和類，而不是基本的內(nèi)置類型。
使用結(jié)構(gòu)引用參數(shù)的方式與使用基本變量引用相同，只需在聲明結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)使用引用運(yùn)算符&即可。

#include <iostream> #include <string> struct free_throws {std::string name;int made;int attempts;float percent; }; void display(const free_throws & ft); void set_pc(free_throws & ft); free_throws & accumulate(free_throws &target, const free_throws &source); int main() {free_throws one = {"Ifelsa Branch", 13, 14};free_throws two = {"Andor Knott", 10, 16};free_throws three = {"Minnie Max", 7, 9};free_throws four = {"Whily Looper", 5, 9};free_throws five = {"Long Long", 6, 14};free_throws team = {"Throwgoods", 0, 0};free_throws dup;set_pc(one);display(one);accumulate(team, one);display(team); // use return value as argumentdisplay(accumulate(team, two));accumulate(accumulate(team, three), four);display(team); // use return value in assignmentdup = accumulate(team,five);std::cout << "Displaying team:\n";display(team);std::cout << "Displaying dup after assignment:\n";display(dup);set_pc(four); // ill-advised assignmentaccumulate(dup,five) = four;std::cout << "Displaying dup after ill-advised assignment:\n";display(dup);// std::cin.get();return 0; } void display(const free_throws & ft) {using std::cout;cout << "Name: " << ft.name << '\n';cout << " Made: " << ft.made << '\t';cout << "Attempts: " << ft.attempts << '\t';cout << "Percent: " << ft.percent << '\n'; } void set_pc(free_throws & ft) {if (ft.attempts != 0)ft.percent = 100.0f *float(ft.made)/float(ft.attempts);elseft.percent = 0; } free_throws & accumulate(free_throws & target, const free_throws & source) {target.attempts += source.attempts;target.made += source.made;set_pc(target);return target; }

5.將引用用于類對(duì)象
將類對(duì)象傳遞給函數(shù)時(shí)，C++通常的做法是使用引用。可以通過使用引用，讓函數(shù)將類string、ostream、istream、ofstream和i發(fā)stream等類的對(duì)象作為參數(shù)。

#include <iostream> #include <string> using namespace std; string version1(const string & s1, const string & s2); const string & version2(string & s1, const string & s2); // has side effect const string & version3(string & s1, const string & s2); // bad design int main() {string input;string copy;string result;cout << "Enter a string: ";getline(cin, input);copy = input;cout << "Your string as entered: " << input << endl;result = version1(input, "***");cout << "Your string enhanced: " << result << endl;cout << "Your original string: " << input << endl;result = version2(input, "###");cout << "Your string enhanced: " << result << endl;cout << "Your original string: " << input << endl;cout << "Resetting original string.\n";input = copy;result = version3(input, "@@@");cout << "Your string enhanced: " << result << endl;cout << "Your original string: " << input << endl;// cin.get();// cin.get();return 0; } string version1(const string & s1, const string & s2) {string temp;temp = s2 + s1 + s2;return temp; } const string & version2(string & s1, const string & s2) // has side effect {s1 = s2 + s1 + s2; // safe to return reference passed to functionreturn s1; } const string & version3(string & s1, const string & s2) // bad design {string temp;temp = s2 + s1 + s2; // unsafe to return reference to local variablereturn temp; }

6.何時(shí)使用引用參數(shù)
主要原因：1.能夠修改調(diào)用函數(shù)中的數(shù)據(jù)類型；2.通過傳遞引用而不是整個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，可以提高程序的運(yùn)行速度。

三、默認(rèn)參數(shù)

默認(rèn)參數(shù)指的是當(dāng)函數(shù)調(diào)用中省略了實(shí)參時(shí)自動(dòng)使用的一個(gè)值。如果將void wow(int n)設(shè)置成n個(gè)有默認(rèn)值為1，則函數(shù)調(diào)用wow()相當(dāng)于wow(1)。這極大地提高了使用函數(shù)的靈活性。

#include <iostream> const int ArSize = 80; char * left(const char * str, int n = 1); int main() {using namespace std;char sample[ArSize];cout << "Enter a string:\n";cin.get(sample,ArSize);char *ps = left(sample, 4);cout << ps << endl;delete [] ps; // free old stringps = left(sample);cout << ps << endl;delete [] ps; // free new string// cin.get();// cin.get();return 0; } // This function returns a pointer to a new string // consisting of the first n characters in the str string. char * left(const char * str, int n) {if(n < 0)n = 0;char * p = new char[n+1];int i;for (i = 0; i < n && str[i]; i++)p[i] = str[i]; // copy characterswhile (i <= n)p[i++] = '\0'; // set rest of string to '\0'return p; }

該程序使用new創(chuàng)建一個(gè)新的字符串，以存儲(chǔ)被選擇的字符。

四、函數(shù)重載

默認(rèn)參數(shù)是能夠讓使用不同數(shù)目的參數(shù)調(diào)用一個(gè)函數(shù)，而函數(shù)重載能夠使用多個(gè)同名的函數(shù)。“函數(shù)重載”指的是可以有多個(gè)同名的函數(shù)，因此對(duì)名稱進(jìn)行重載。
函數(shù)重載的關(guān)鍵是函數(shù)的參數(shù)列表——也稱為函數(shù)特征標(biāo)。如果兩個(gè)函數(shù)的參數(shù)數(shù)目和類型相同，同時(shí)參數(shù)的排列順序也相同，則它們的特征標(biāo)相同，而變量名是無關(guān)緊要的。

#include <iostream> unsigned long left(unsigned long num, unsigned ct); char * left(const char * str, int n = 1); int main() {using namespace std;char * trip =(char *) "Hawaii!!"; // test valueunsigned long n = 12345678; // test valueint i;char * temp;for (i = 1; i < 10; i++){cout << left(n, i) << endl;temp = left(trip,i);cout << temp << endl;delete [] temp; // point to temporary storage}// cin.get();return 0; } // This function returns the first ct digits of the number num. unsigned long left(unsigned long num, unsigned ct) {unsigned digits = 1;unsigned long n = num;if (ct == 0 || num == 0)return 0; // return 0 if no digitswhile (n /= 10)digits++;if (digits > ct){ct = digits - ct;while (ct--)num /= 10;return num; // return left ct digits}else // if ct >= number of digitsreturn num; // return the whole number } // This function returns a pointer to a new string // consisting of the first n characters in the str string. char * left(const char * str, int n) {if(n < 0)n = 0;char * p = new char[n+1];int i;for (i = 0; i < n && str[i]; i++)p[i] = str[i]; // copy characterswhile (i <= n)p[i++] = '\0'; // set rest of string to '\0'return p; }

只有當(dāng)函數(shù)基本上執(zhí)行相同的任務(wù)，但使用不同形式的數(shù)據(jù)時(shí)，才采用函數(shù)重載。

五、函數(shù)模塊

函數(shù)模塊是通用的函數(shù)描述，也就是使用泛型來定義函數(shù)，其中泛型可用具體的類型（int或者double）替換。通過將類型作為參數(shù)傳遞給模板，也可以使用編譯器生成該類型的函數(shù)。
由于模板允許以泛型（而不是具體類型）的方式來編寫程序，因此有時(shí)候也被稱為通用編程，由于類型是用參數(shù)表示的，因此模板特性有時(shí)也被稱為參數(shù)化類型。
建立一個(gè)交換模板：

template<typename AnyType> void Swap(AnyType &a, AnyType &b) {AnyType temp;temp = a;a = b;b = temp; }

第一行指出，要建立一個(gè)模板，并將類型命名為AnyType，關(guān)鍵字template和typename是必需，除非可以使用關(guān)鍵字class和typename。另外，必須使用尖括號(hào)。類型名可以任意選擇，只要遵循C++的命名規(guī)則即可。模板不創(chuàng)建任何函數(shù)，而只是告訴編譯器如何定義函數(shù)。
將模板放在頭文件中，并在需要使用模板的文件中包含頭文件。
函數(shù)模板自動(dòng)完成重載函數(shù)的過程。只需使用泛型和具體算法來定義函數(shù)，編譯器將為程序中使用的特定參數(shù)類型生成正確的函數(shù)定義。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的读书笔记||函数探幽的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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