c++基础入门二

C++基础入门(二)

一、函数重载

在自然语言中，一句话或者一个词有不同的意思。例如：国乒和别人比赛是“谁也赢不了”，而国足和别人比赛是“谁也赢不了”

函数重载：是函数的一种特殊情况，C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数，这些同名函数的形参列表(参数个数或类型或类型顺序)不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

类型

一、参数类型不同

//函数名相同，参数不同
void ADD(int a, int b) {cout << a + b << endl;
}void ADD(double a, double b) {cout << a + b << endl;
}int main() {ADD(1, 3);ADD(2.3, 4.5);return 0;
}

二、参数个数不同

//参数个数不同
void Fun() {cout << "Fun()" << endl;
}
void Fun(int a) {cout << "Fun(int a)" << endl;
}

三、参数的类型顺序不同

//参数顺序不同
void Add(int a, char b) {cout <<a<<b<< endl;
}
void Add(char b, int a) {cout << a<<b<< endl;
}int main() {Add(1, 'a');Add('a', 1);return 0;
}

实现原理

为什么C++支持函数重载，C不支持呢？

C/C++运行一个程序，需要经历几个阶段：预处理，编译，汇编，链接

程序执行的过程

程序处理过程

在处理程序的过程中，为了识别重载的函数，编译时会给函数修饰规则，在不同系统环境下，对应的修饰规则也不同，因为Windous下的修饰规则太过于复杂，这里就演示Linux下的规则。

Linux下修饰规则*

用gcc命令把test.c编译成C语言文件

//test.c
int Add(int a,int b){return a+b;
}
Fun(double a,int x,int *p){
}
int main(){Add(1,3);Fun(3,4,0)
}

在反汇编状态下，C语言是不支持函数重载的，也没有对应的命名规则。

用g++命令把test.c`编译成**C++**文件

可以看见，在Linux下函数修饰规则是

_Z+字符数+函数名+类型缩写

所以，C++就支持了函数重载。另外如果对Windous下的修饰规则感兴趣，可以查看微软官方的介绍修饰名 | Microsoft Learn

二、引用

引用不是定义一个新变量，而是给已经存在的变量取别名，系统不会为引用开辟新的内存空间，而是和引用的变量公用一个内存空间。

如何理解引用呢。大家都知道，李逵在江湖上人称黑旋风，而在家被称为铁牛。

用法：类型& 引用变量名(对象名)=对象

void Fun() {int a = 10;int& b = a;cout << a << endl;cout << b << endl;
}

输出结果都是一样的

注意：引用的类型必须是实体的类型

特性

1、引用在定义时就必须初始化

2、一个变量可以有多个引用

3、该引用已经和实体绑定，就不能引用别的实体

int main() {int a = 10;//int& b;引用必须初始化int &b=a;int &bb=a;int &bbb=a;//可以有多个引用
}

引用必须初始化

常引用

在引用常量const时，引用的变量也必须是const

就如一句话：权力只能向下兼容，不能以下犯上

int main() {const int a = 10;int& b = a;//会报错，因为a是常量类型const int& rb = a;//正确用法//向下兼容int b=100;const int& rb=b;
}

使用场景

一、做参数

void Swap(int& left, int& right)
{int temp = left;left = right;right = temp;
}

在以往我们用C语言写一个交换函数是这样的，还需要指针。很不方便，而有了引用之后，比指针方便多了。

void Swap(int* a, int* b) {int tmp = *a;*b = *a;*a = tmp;
}

二、做返回值

int& Count()
{static int n = 0;n++;// ...return n;
}

引用和指针的区别

引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。
引用在定义时必须初始化，指针没有要求
引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体
没有NULL引用，但有NULL指针
在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节)
引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
有多级指针，但是没有多级引用
访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理
引用比指针使用起来相对更安全

三、内联函数

概念：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

int ADD(int a, int b) {return a + b;
}
int main() {ADD(1, 4);return 0;
}

转到反汇编

call命令可以理解成建立栈帧

可以看见ADD函数是新建立一个栈帧（消耗内存空间）。

在ADD前面加上inline，再进入反汇编查看

inline int ADD(int a, int b) {return a + b;
}int main() {ADD(1, 4);return 0;
}

发现怎么还有call命令

1、在debug模式下，进入反汇编模式，是查看不了内联函数的

2、在release模式下，进入反汇编才能查看内联函数的过程

这里给出VS2022查看内联函数的设置

在资源管理器右键当前cpp文件，查看属性

选择优化，然后找到内联函数展开，模式调成以下

在常规里面，找到调试信息格式，改成程序数据库

最后，我们在重新进入反汇编

发现call已经神奇的消失了。说明内联函数在底层还是需要开辟空间，而在语法上是不开辟空间，直接在当前函数展开的。

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