[C++]打开新世界的大门之C++入门-创新互联

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。

#includeusing namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
	cout<< left + right<< endl;
	return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
	cout<< left + right<< endl;
	return left + right;
}
// 2、参数个数不同
void f()
{
	cout<< "f()"<< endl;
}
void f(int a)
{
	cout<< "f(int a)"<< endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
	cout<< "f(int a,char b)"<< endl;
}
void f(char b, int a)
{
	cout<< "f(char b, int a)"<< endl;
}
int main()
{
	Add(1, 2);
	Add(1.1, 2.2);
	f();
	f(10);
	f(10, 'a');
	f('a', 10);
	return 0;
}

为什么C++支持函数重载而C语言不支持函数重载呢？

        在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接。在编译阶段，编译器会汇总全局的符号，如main函数、全局变量、函数名等；然后在汇编阶段，编译器会给编译时汇总的每个符号分配一个地址(注意如果符号只是声明则会分配一个无效的地址)，并且在对应的.o文件中形成一个符号表；各个.o文件的符号表在链接时会合并，并且在合并时同名的符号会选择有效的地址进行合并。

  在C语言当中，C语言的编译器并不会根据函数参数的特性对函数名进行修饰；这就导致即使函数形参列表不同只要函数名相同，那么符号汇总时就会出现同名的符号，这时编译器就会报错。

  在C++中，同名的函数只要形参列表不同，C++编译器会根据名字修饰规则对函数名进行修饰，这时在编译时同名但形参列表不同的函数就会形成不同的符号；既然不出现同名符号，编译器自然不会报相应的错误。

  如果两个函数函数名和参数是一样的，返回值不同是不构成重载的，因为调用是存在二义性，编译器无法区分。

注意：不同平台的C++编译器的名字修饰规则不一样，但是产生的效果是一样的。

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。

如果在上述函数前增加 inline 关键字将其改成内联函数，在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。

查看方式：

1. 在release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
2. 在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开(因为debug模式下，编译器默认不 会对代码进行优化，以下给出vs2013的设置方式)

1. 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. 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。

在《C++prime》第五版中关于inline的建议：

内联说明只是向编译器发出一个请求，编译器可以选择忽略这个请求。

一般来说，内联机制用于优化规模较小、流程直接、频繁调用的函数。很多编译器都不支持内联递归函数，而且一个75行的函数也不太可能在调用点内联展开(75不是编译器规定的)。

3.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。

注意：

当内联函数太长，编译不会将其在调用内联函数的地方展开；此时函数相当于一个正常的函数，编译器给该函数符号分配地址合成在符号表中，然后通过符号表调用该函数。

说明：func是一个很长的函数。

如上图所示，当内联函数很长时，编译器不会在调用内联函数的地方展开 ，可以看到内联函数会分配一个地址，然后编译器调通过地址调用该内联函数。

【面试题】

1. 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. 没有类型安全检查。

2. C++有哪些技术替换宏？

1. 常量定义换用 const enum；
2. 短小函数定义 换用内联函数。

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：

1. 类型难于拼写
2. 含义不明确导致容易出错

//这是一个例子
//下面的代码不一定认识
//但是这是C++的代码
#include#include

可以看到上述代码中：

//这是一个类型，但是该类型太长，容易写错
std::map::iterator

我们可以使用typedef给类型取别名以简化代码，但是typedef有会遇到新的难题：

//如：typedef std::map::iterator iterator;


typedef char* pstring;
int main()
{
 const pstring p1;    // 编译成功还是失败？
 const pstring* p2;   // 编译成功还是失败？
 return 0;
}

在编程时，常常需要把表达式的值赋值给变量，这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的 类型。然而有时候要做到这点并非那么容易，因此C++11给auto赋予了新的含义。

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。

C++11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。

#includeusing namespace std;

int TestAuto()
{
    return 10;
}

//typeid().name() 用来求变量的类型对于的字符串
int main()
{
    int a = 10;
    auto b = a;
    auto c = 'a';
    auto d = TestAuto();
    cout<< typeid(b).name()<< endl;
    cout<< typeid(c).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;
}

运行程序，可以看到下图：  

【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。

  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&。

#includeusing namespace std;

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;
}

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。

void 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
}

上述代码编译会出错，如下图所示： 

1. auto不能作为函数的参数；

auto不能作为形参类型，因为编译器无法对形参的实际类型进行推导。

2. auto不能直接用来声明数组；

3. 为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法；

4. auto在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C++11提供的新式for循环，还有 lambda表达式等进行配合使用。

在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：

void TestFor()
{
    int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };

    for (int i = 0; i< sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
         array[i] *= 2;

    for (int* p = array; p< array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p)
         cout<< *p<< endl;
}

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。

void TestFor()
{
    int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    for(auto& e : array)
        e *= 2;
    //注意下面代码中e是数组元素的拷贝，改变e不会改变数组当中的元素
    for(auto e : array)  
         cout<< e<< " ";
}

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。  

上述程序同样可以遍历数组，使用引用可以改变数组的值；

1. 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<

2. 迭代的对象要实现++和==的操作。（了解一下就行） 

void TestPtr()
{
int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;
// ……
}

#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus  //C++中NULL为0，而不是空指针
#define NULL   0
#else
#define NULL   ((void *)0)
#endif
#endif

#includeusing namespace std;

void f(int)
{
     cout<<"f(int)"<