1.引用

引用不是新定義一個變量，而是給已存在變量取了一個別名，編譯器不會為引用變量開辟內存空

間。在語法層面，我們認為它和它引用的變量共用同一塊內存空間。

可以取多個別名，也可以給別名取別名。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

b/c/d本質都是別名，對d進行一個++

對于符號&，用其定義時就是引用，其他時候就是取地址

從此，改變一個變量不需要傳地址，而可以在形參處定義別名，達到類似指針的效果。

“經(jīng)典的錯誤，標準的零分”

為什么a的值還是沒有改變？

? ? 盡管傳入的是別名?，但是函數(shù)接受的參數(shù)依然是個數(shù)值，是實參的拷貝。應當在形參處建立引用，這樣才能真正修改我們希望修改的變量。

這樣就成功改變a的值了。

結論：形參是引用，則通過形參就能改變實參，不需要傳更高級的指針。

引用中需要注意的細節(jié)：?

1.1引用在定義時必須先初始化

引用在定義時必須已經(jīng)初始化（不能先取綽號，再找誰合適這個綽號）

一個引用可以有多個變量，就如上文的a b c d

引用一旦引用一個實體，就不能再改變

可見，不是讓y變成z的別名，而是通過y，將z的值賦值給y和x

1.2引用中的權限問題

?存在的問題：權限的放大

m是只讀的，當n變成m的別名后，n作為int類型的變量是可讀可寫的。為了避免通過n修改了m這個const類型的變量（權限放大），所以不能通過編譯。

這樣，是權限的平移，就能通過編譯了。

對一個對象（C語言中喜歡稱為變量），權限可以縮小和平移，但是不能放大。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

此處我可以通過y修改x，修改后z的數(shù)值也會改變（相當于z只是沒有“write”的權限，z只能訪問x, 并不代表這個值真真正正地鎖死了）

回憶：const int*? ? ? int? const*? ? ? int* const?

const默認與其左邊結合，當左邊沒有任何東西則與右邊結合。

? ? ? ?換句話說，const只要在*的左邊，限制的就是*p1；const在*右邊，限制的就是這個指針，該指針只能指向這個空間，不能改變指向。

上文中的前兩種所限制的是一樣的，最后一種限制的是指針，不能進行加減法。

? ? ? ? ? ? ?

報錯的原因是：p2是可讀可寫的，我們可以通過p2去改變p1所指向的空間。但是p1指向的空間是被鎖死了的，是不能改變的，又擴大了權限，因此報錯。

數(shù)值之間沒有權限的概念，只有指針和引用之間有權限的概念。

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類型轉化中的權限問題：

不管是強制類型轉化還是隱式類型轉化，其底層都是通過建立一個臨時變量來進行轉化。

我們先用double定義一個變量為12.34:?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

其轉化的本質是把d的整數(shù)部分取出，賦給整形類型的臨時變量，再通過臨時變量賦給i。

既然是這樣的賦值方法，就不難理解下圖為什么會報錯了：?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

在82行代碼執(zhí)行時，d先將其整數(shù)部分賦值給臨時變量，但是臨時變量具有常性（像一個常數(shù)一樣，不可被改變），而按照int& j的方法接受該臨時變量后，j作為別名，可以通過j修改該臨時變量，這是不被允許的。

但如果我給這個變量定義為“只讀”類型，也就是const int& k=d;?

權限沒有被放大，就合規(guī)了。?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 所有的表達式運算也會產(chǎn)生臨時變量

int x=1;
int y=2;
x+y;

?沒有用變量接受x+y，但是x+y還是會進行計算，計算出的結果會放進臨時變量。

同理，有變量接受x+y時也一樣，x+y的值放入臨時變量，所以r2前面必須加const(只讀)才能保證不越界。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

1.3傳參和傳引用效率比較

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

直接傳值會拷貝整個變量（形參是實參的copy），傳參效率弱于引用傳參。?

再利用一個測試函數(shù)：

（將傳值執(zhí)行10000次，再將傳引用執(zhí)行10000次，0表示其所消耗的時間是小于1ms的）?

1.4從底層看引用

我們在語法層面認為：別名不開空間，存地址的變量（指針）是需要開辟空間的。

但是在匯編層面：

通過底層可知，定義指針p和引用b的匯編代碼是一樣的。

不過在日常的語法層面，我們依然認為引用不開空間，指針變量要開空間。

1.5指針和引用的區(qū)別

1. 引用概念上定義一個變量的別名，指針存儲一個變量地址。

2. 引用 在定義時 必須初始化 ，指針沒有要求

3. 引用 在初始化時引用一個實體后，就 不能再引用其他實體 ，而指針可以在任何時候指向任? ? ? ?何一個同類型實體

4. 沒有 NULL 引用 ，但有 NULL 指針

5. 在 sizeof 中含義不同 ： 引用 結果為 引用類型的大小 ，但 指針 始終是 地址空間所占字節(jié)個數(shù) (32 位平臺下占4 個字節(jié) )

6. 引用自加即引用的實體增加 1 ，指針自加即指針向后偏移一個類型的大小

7. 有多級指針，但是沒有多級引用

8. 訪問實體方式不同， 指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理

9. 引用比指針使用起來相對更安全

不過對于第四點，可以單獨說明一下：?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

不是說沒有NULL引用嗎？

結合底層思考為什么沒有報錯

? ?

?通過觀察匯編，我們可以發(fā)現(xiàn)，并沒有發(fā)生解引用這一步驟。

因為其本質是和指針一樣的匯編代碼，所以并沒有發(fā)生報錯。

cpp的引用為什么不能替代指針？

如：鏈表：

引用不能改變指向，如果用引用的方法存下下一個節(jié)點，當你想改變鏈接方式時，如何處理？

所以next必須使用指針。這單純的是語法設計的原因，因為本賈尼是按照c為基礎設計的，并沒有想過要完全替代C語言。在Java中，引用就是可改變的，因此java沒有指針。

2.內聯(lián)函數(shù)

對于一些小型的、會大量重復調用的函數(shù)，如（Swap,Add等）。不停的建立函數(shù)棧幀性價比太低，C語言使用含參數(shù)的宏來解決這個問題。

宏沒有棧幀消耗，但是容易出語法問題：復雜、沒有類型檢查、無法調試

cpp雖然兼容c的所有用法，但是cpp更傾向于使用內聯(lián)函數(shù)（inline修飾）：

以 inline 修飾 的函數(shù)叫做內聯(lián)函數(shù)， 編譯時 C++ 編譯器會在 調用內聯(lián)函數(shù)的地方展開 ，沒有函數(shù)調 用建立棧幀的開銷，內聯(lián)函數(shù)提升程序運行的效率。本質是一種空間換時間的做法。

用inline修飾函數(shù)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

注意：在debug模式下，為了調試方便，依然會執(zhí)行call語句，像以前的函數(shù)一樣建立棧幀。

沒有執(zhí)行call語句，也就是沒有按照函數(shù)去調用，而是直接展開。

內聯(lián)函數(shù)的特點：

編譯器并沒有把是否展開的權利完全釋放給你，而是會自己選擇是否展開。

當函數(shù)中的語句過多時，就不會展開

inline對于編譯器只是一種建議，編譯器會自己決定是否展開（如遞歸等就一定不會展開）

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為什么有的函數(shù)語句過多時不會展開？

大函數(shù)展開的缺點：

若我們要對一個100行的代碼調用10000次：

導致編譯出的可執(zhí)行程序變大。可執(zhí)行程序大了是一件很麻煩的事情。

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最后，內聯(lián)函數(shù)不能聲明和定義相分離?

因為內聯(lián)函數(shù)是直接展開的，沒有函數(shù)的地址，在鏈接過程中是找不到的。

其本質就是一個小型功能直接展開。

3.auto

隨著程序越來越復雜，程序中用到的類型也越來越復雜，經(jīng)常體現(xiàn)在：

1. 類型難于拼寫

2. 含義不明確導致容易出錯

根據(jù)賦值的內容，自動識別i的類型。

當然，typedef有類似的功能，但是typedef有時候會有些問題：

?

pstring p1 與 char* const p1是一個意思，p1?作為一個被const的變量，也具有常性，必須初始化，所以此處報錯。

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???????tips:typeid可以用來查看變量的類型名：

typeid(a).name();

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auto修飾的限定?

auto可以根據(jù)后面的內容進行賦值內容的條件限制。

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? ? ?規(guī)定：auto不能直接用來聲明數(shù)組

? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

4.基于范圍的for循環(huán)

基于auto的用法，cpp抄了python的作業(yè)，使用自動循環(huán)：

for循環(huán)迭代的范圍必須是確定的

for (auto e: array){e/=2;
}

auto可以改成具體的類型（int、double）等都可以，只要匹配就行

但是遍歷方式是寫死了的，只能從數(shù)組首到數(shù)組尾遍歷。

但是傳參進入的數(shù)組不能使用范圍for

數(shù)組的傳參本質是傳入數(shù)組首元素地址，會退化。（c/cpp追求效率，在語言層進行了優(yōu)化，傳的是首元素地址）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

而針對一個數(shù)組首元素地址，該數(shù)組循環(huán)迭代的范圍是不確定的，所以不能執(zhí)行。

5.nullptr和NULL

cpp的設計缺陷：? 將NULL作為一個宏，代表0，而不是之前的空指針。因此，cpp中的NULL會被當作整形的int而不是空指針

所以，引入了關鍵字nullptr

主函數(shù)中：第一個f調用第一個函數(shù)，第二個f也調用第一個函數(shù)，第三個f調用第二個函數(shù)，第四個函數(shù)調用第二個函數(shù)。

nullptr作為關鍵字，是不需要包含任何頭文件的

6.小結

本篇中多為零碎的c過渡到cpp的語法知識，先進行鋪墊和了解，在之后會有具體而詳細的使用。