C++函数重载及引用

应知学问难，在于点滴勤

在这里插入图片描述

C++和C语言函数之间最大的的不同是C++支持缺省参数，而C语言不支持，这里我使用的编译器为VS2022，创建项目时是依据文件后缀判断该文件为C文件还是C++。（编译环境VS2022）

文章目录

- - 缺省参数
  - 函数重载
  - 引用
  - 引用特性模拟
  - 效率比较
  - 引用和指针的不同
  - 内联函数

缺省参数

C::
在这里插入图片描述
C++::

可以发现在C++文件下并没有报错，这里输出的结果是多少呢？

如果没有传入参数呢？

正式介绍一下
缺省参数：在声明或定义时为函数的参数设置一个缺省值，在调用该函数时，如果没有指定实参择采用该形参的缺省值，负责使用指定的实参。
缺省参数也有分类

全缺省参数

就像上边的一样，每个形参都有一个设置的缺省值。

void Perform(int x=1, double d=2.5, char c='d')
{
	cout << x << endl;
	cout << d << endl;
	cout << c << endl;
}

半缺省参数

void Perform(int x, double d=2.5, char c='d')
{
	cout << x << endl;
	cout << d << endl;
	cout << c << endl;
}

半缺省参数只能从右往左给，第一个可以不给，第一个第二个都可以不给，但是不能单独第二个不给，不然就会报错。
在这里插入图片描述
如果第一个第二个都不给就可以运行。

在设置缺省值时不可以声明和定义时一起给。

这里推荐在声明时给出缺省值，因为如果声明和定义都出现了缺省参数，有一些小马虎给定义和声明的缺省参数不一样，这时编译器就难过了，不知道到底该用哪个作为真实值，为了杜绝这个问题的发生，编译器就只允许在声明和定义时只有其中一个给缺省参数，至于为什么推荐在声明时定义，是为了更好地寻找并了解我们缺省参数的信息。
OK，成功引出了函数重载

函数重载

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，常常用来处理实现功能相同但数据类型不同的问题。

数据类型不同

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
double Add(double x, double y)
{
	return x + y;
}

个数不同

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int Add(int x)
{
	cout << x << endl;
}

参数类型排序不同

double Add(double x, int y)
{
	return x + y;
}
double Add(int x,double y)
{
	return x + y;
}

一定要注意：
返回值不同不能作为重载条件！！！

引用

引用的概念：引用不是新定义一个变量，而是给已经存在的变量取一个别名，就类似于现实生活中给小明起外号叫鸡哥，鸡哥是他，小明也是他。编译器不会为引用变量开辟内存空间，他和他引用的变量占用同样的空间。
是不是刹那间觉得好生熟悉，其实引用就是替代某些情况下指针的作用，而且它的底层实现其实就是指针，同一个变量可以有多个指针，当然，同一个变量可以有很多引用。
引用格式：

类型& 引用变量名（对象名）=引用实体；

在这里插入图片描述
要注意：引用类型必须和引用实体的类型相同。

引用特性

使用引用定义时必须初始化。
一个变量可以有多个引用。
引用一旦引用一个实体，就不能再引用其他实体，就像在班级里，一个boy的外号叫黑旋风，黑旋风这个外号就属于他了，如果还有人叫黑旋风，当你在班级里喊一声黑旋风，他们就不知道到底喊得那个黑旋风了。

在这里插入图片描述
但是一个小伙可以有多个引用，就比如小明，有了鸡哥的外号后，又被赋予坤坤的外号，那么坤坤是他，鸡哥也是他，所以一个变量可以有多个引用，每个引用其实还是他自己。

这里还有一点要注意
引用的类型要和变量的类型一致，如果变量是常性的，那么引用就也要用const修饰。
在这里插入图片描述
因为const修饰a之后，a变量不可以被修改，此时引用变量不加const的话，局可以通过引用修改a的值，这不就矛盾了。所以在引用常变量时，也要用const修饰。
如果变量a没有用const修饰，引用用const修饰，这样是可以的，一句话来讲就是不可以扩大权限，但可以缩小权限。

引用特性模拟

相信大家都知道，函数传参并不是真的把变量传过去，而是生成相应的形参，然而形参改变不影响实参，在C语言时，我们利用指针传参，将数据的地址传过去，从而改变实参，现在，有了引用，就可以不必这么麻烦了。
我们直接引用接收，此时形参就是实参的引用，引用改变就会改变实参。
举一个最直观的例子。
在这里插入图片描述
是不是十分方便。
引用还可以用作返回值。
例如

是不是觉得有点不对，我们传回来的值是一个临时变量，所以需要传回来的值用static修饰，延长其作用周期。防止退栈后这块内存还给操作系统从而得到的数为随机数值。

效率比较

传值传引用效率比较
以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，函数不会直接传递实参或者将变量本身传过去，而是生成一份实参或返回值的一份临时的拷贝，用这个临时拷贝的值作为参数或者返回值，这样效率是十分低下的，尤其是当参数或者返回值很大时，创建临时变量也会花费不少的时间，效率就会更加低下。
验证：

#include <time.h>
#include <iostream>
using namespace std;
struct A
{
	int a[100000];
};

void TestFunc1(A a){}
void TestFunc2(A& a){}
void Test()
{
	A a;
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; i++)
	{
		TestFunc1(a);
	}
	size_t end1 = clock();
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; i++)
	{
		TestFunc2(a);
	}
	size_t end2 = clock();
	cout << "(A):" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "(A&):" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}

clock会捕获当前程序运行的时间（单位为毫秒），创建了一个结构体，内部有一个大小为1000000的数组，传参时，若要创建出相应的形参，就要花费更多的时间，而引用作为参数，传过去的就是实参的引用，就略去了相应的形参的建造过程。
运行后效果如图
在这里插入图片描述
上边是作为参数，如果作为返回值呢？

using namespace std;
struct A
{
	int a[10000];
};
A a;//设置为全局变量
A TestFunc1() { return a; }
A& TestFunc2() { return a; }
void Test()
{
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; i++)
	{
		TestFunc1();
	}
	size_t end1 = clock();
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; i++)
	{
		TestFunc2();
	}
	size_t end2 = clock();
	cout << "(A):" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "(A&):" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}

运行结果如图
在这里插入图片描述
这里结构体中数组不要太大，形参太大有可能会爆栈，就会执行错误，所以这里将循环次数增使效果更加明显。
引用和指针的区别
引用在语法概念上就是一个别名，没有独立的空间，和其引用实体共用一块区域。
在这里插入图片描述
然而，在底层实现上引用其实是按照指针的方式来实现的。

汇编代码对比实现方式和指针一模一样，所以可以说C++引用就是按照指针方式实现的。

引用和指针的不同

引用概念上给变量定义一个别名，指针存储一个变量的地址。
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，就不能在引用其他实体，指针不同，指针只要不加const限定指针变量，就可以在任何时候指向任何实体。
没有NULL引用，但有空（NULL）指针。
在sizeof中含义不同，引用的结果为引用类型的大小，如果引用的变量是char类型，那结果就为1，但是指针变量始终都是4/8个字节。
引用自加就是引用实体+1，指针自加，就是向后偏移一个类型的大小。
有多级指针，但没有多级引用。
访问实体方式不同，指针需要解引用，引用的话编译器自己会处理，可以直接使用。
引用使用起来比指针相对安全。

内联函数

概念
以inline修饰的函数叫做内联函数，编译时编译器会在调用该函数的地方将该函数展开，没有函数调用时建立栈帧的开销，提升程序的运行效率。
举一个Add的例子，在不展开的情况下，主函数通过调用该函数从而达到效果
在这里插入图片描述
在Add函数前加上inline关键字将其修改成内联函数，在编译期间编译器会将函数体替换为函数的展开。
演示之前要更改一下编译器的默认设置，否则还是不会展开（dubug模式下，编译器默认不会对代码进行优化）下边是设置方式
在这里插入图片描述
打开属性后

加上inline再次转到反汇编进行查看，确实已经展开了。
在这里插入图片描述
特性

inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数作为内联函数处理，在编译期间就会用函数体替换函数调用。
缺陷：会使目标文件变大，如果用很多内联函数，相当于程序要进行的步骤变多，本来的call变为函数体内部步骤。
优势：少了函数栈帧调用开销，提高程序的运行效率。

inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器对inline的态度不同，一般建议当函数体很小时，并且不是递归且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会直接无视。
注意：
inline不建议声明定义分离，因为inline被展开后，就没有函数地址可言了，链接就会找不到。
在这里插入图片描述
内联函数优点有很多，相比宏可以进行调试代码可读性好，可维护形也更强。
今天的内容到此结束，欢迎大家指导。