东光网站制作,用wampserver搭建网站,企业网页设计与推广,wordpress拖拽文章目录 #x1f4dd;内联函数#x1f320; 查看内联函数inline方式#x1f309;内联函数特性#x1f309;面试题 #x1f320;auto关键字(C11)#x1f320; auto的使用细则#x1f309;auto不能推导的场景 #x1f320;基于范围的for循环(C11)#x1f320;范围for的… 文章目录 内联函数 查看内联函数inline方式内联函数特性面试题 auto关键字(C11) auto的使用细则auto不能推导的场景 基于范围的for循环(C11)范围for的语法 范围for的使用条件 指针空值nullptr(C11)C98中的指针空值 总结 内联函数
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
int Add(int x, int y)
{return x y;
}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
#define ADD(a, b) ((a) (b))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
#define ADD(a, b) a b;
#define ADD(a, b) (a b)
#define ADD(int a, int b) return a b;
这个宏定义是错误的。宏定义中不能包含 return 语句,因为宏展开时会直接替换代码,而不是像函数那样有返回值。代码测试
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define ADD(a, b) ((a) (b))
#include stdio.h
int main()
{int ret ADD(1, 2);printf(%d\n, ADD(1, 2));int x 1, y 2;printf(%d\n, ADD(x y, x | y));return 0;
}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
inline int Add(int a, int b)
{return a b;
}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
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#includeiostream
using namespace std;
inline int Add(int begin, int end)
{return begin end;
}int main()
{int ret 0;ret Add(6, 8);return 0;
}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inline方式
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: 在 Debug 模式下: 找到项目 - 属性- C/C - 常规- 调试信息格式 - 程序数组路库/Zi -- 选完上面再接着 - 优化- 内联函数扩展 - 直适用于_inline(/Ob1)点击确定然后按下F10右击鼠标找到反汇编即可。这样在 Debug 模式下也能看到内联函数被展开的汇编代码 在 Release 模式下: 同样可以查看生成的汇编代码,如果没有看到对应的 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:
在代码编辑器中,将鼠标悬停在内联函数的调用处,Visual Studio 会弹出一个提示框,显示该函数是否被内联展开。
内联函数特性 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《Cprime》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。 F.h
#include iostream
using namespace std;
inline void f(int i);F.cpp
#include F.h
void f(int i)
{cout i endl;
}test.cpp
#include F.h
int main()
{f(10);return 0;
}链接错误main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 cpp void __cdecl f(int) (?fYAXHZ)该符号在函数 _main 中被引用 面试题
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
常量定义 换用const enum短小函数定义 换用内联函数
auto关键字(C11)
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
C11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。
int TestAuto()
{return 10;
}
int main()
{int a 10;auto x 42; // x 的类型被推导为 intauto y 3.14; // y 的类型被推导为 doubleauto z hello; // z 的类型被推导为 const char*auto d TestAuto();cout typeid(x).name() endl;cout typeid(y).name() endl;cout typeid(d).name() endl;//auto e; 无法通过编译使用auto定义变量时必须对其进行初始化return 0;
}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的使用细则
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
int main()
{int x 10;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;return 0;
}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。
int TestAuto()
{auto a 1, b 2;auto c 3, d 4.0; // 该行代码会编译失败因为c和d的初始化表达式类型不同return a b c d;
}int main()
{auto d TestAuto();cout typeid(d).name() endl;return 0;
}auto不能推导的场景
auto不能作为函数的参数
// 此处代码编译失败auto不能作为形参类型因为编译器无法对a的实际类型进行推导
int TestAuto(auto a)
{return a 1;
}int main()
{auto d TestAuto(2);cout typeid(d).name() endl;return 0;
}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:
auto arr[] {1, 2, 3, 4, 5}; // 错误: 无法使用 auto 推导数组类型正确的做法是使用显式的类型声明:
int arr[] {1, 2, 3, 4, 5};或者使用 std::array 容器,它可以与 auto 关键字配合使用:
std::arrayint, 5 arr {1, 2, 3, 4, 5};
auto arr2 arr; // arr2 的类型被推导为 std::arrayint, 5为了避免与C98中的auto发生混淆C11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C11提供的新式for循环还有lambda表达式等进行配合使用。
基于范围的for循环(C11)
范围for的语法
在C98中如果要遍历一个数组可以按照以下方式进行
int main()
{int array[] { 1, 2, 3, 4, 5 };for (int i 0; i sizeof(array) / sizeof(array[0]); i){array[i] * 2;}for (int i 0; i sizeof(array) / sizeof(array[0]); i){cout array[i] ;}cout endl;return 0;
}
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C11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。
int main()
{int array[] { 1, 2, 3, 4, 5 };// C11 范围for// 自动取数组array中赋值给e// 自动自动判断结束for (auto e : array){e * 2;}for (auto e : array){cout e ;}cout endl;return 0;
}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。 范围for的使用条件
for循环迭代的范围必须是确定的 对于数组而言就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围对于类而言应该提供begin和end的方法begin和end就是for循环迭代的范围。 注意以下代码就有问题因为for的范围不确定
void TestFor(int array[])
{for(auto e : array)cout e endl;
}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。
. 对于数组而言,数组的大小在编译时就已经确定了,所以我们可以直接使用数组的首地址和末地址作为迭代范围:
void TestFor(int array[], size_t size)
{for (size_t i 0; i size; i)std::cout array[i] std::endl;
}对于类而言,如果想使用范围 for 循环,则需要提供 begin() 和 end() 成员函数,返回指向容器首尾元素的迭代器:
class MyContainer {
public:int* begin() { return data; }int* end() { return data size; }// ...
private:int data[10];size_t size;
};void TestFor(MyContainer c)
{for (auto e : c)std::cout e std::endl;
}迭代的对象要实现和的操作。(关于迭代器这个问题以后会讲现在提一下没办法讲清楚现在大家了解一下就可以了) 指针空值nullptr(C11)
C98中的指针空值
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
void TestPtr()
{
int* p1 NULL;
int* p2 0;
// ……
}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
#ifndef NULL//这是一个预处理指令,检查是否已经定义了 NULL 宏。如果没有定义,则执行下面的代码块。
#ifdef __cplusplus//这个预处理指令检查是否在 C 编译环境下。如果是 C 编译环境,则执行下面的代码块。
#define NULL 0//在 C 编译环境下,将 NULL 宏定义为 0。这是因为在 C 中,0 可以隐式转换为任何指针类型,所以将 NULL 定义为 0 是合理的
#else//如果不是 C 编译环境,则执行这个代码块。
#define NULL ((void *)0)//在 C 语言编译环境下,将 NULL 宏定义为(void *)0。这里使用 (void *) 进行强制类型转换,将整数 0 转换为 void * 类型,这样可以表示一个空指针
#endif//结束 #ifdef __cplusplus 的条件编译块
#endif//结束 #ifndef NULL 的条件编译块可以看到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
void f(int)
{cout f(int) endl;
}
void f(int*)
{cout f(int*) endl;
}
int main()
{f(0);f(NULL);f((int*)NULL);return 0;
}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C98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C11作为新关键字引入的。 2. 在C11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 总结
