cin、函数重载、extern "C"、cout、默认参数

cin、cout

• C++中常使用cin、cout进行控制台的输入、输出
  • cin用的右移运算符 >>
  • cout用的左移运算符 <<
  • endl换行
• getchar()等待键盘输入，如果敲回车，就会读取键盘输入

函数重载

• 规则：
  • 函数名相同
  • 参数个数、参数顺序、参数类型不同
• 注意：
  • 返回值类型与函数重载无关，会造成歧义，直接报错
  • 调用函数时，实参的隐式类型转换可能会产生二义性
• 本质:
  • 采用了name mangling或者叫name decoration技术
  • C语言并不会根据参数进行改编、修饰，所以C语言不支持函数重载
  • C++编译器默认会对 符号名（函数名）进行改编、修饰
  • 重载时会生成多个不同的函数名，不同编译器（MSVC、g++）有不同的生成规则

默认参数

• C++允许函数设置默认参数，在调用时可以根据情况省略实参。

  • 默认参数只能按照右到左的顺序
  • 如果函数同时有声明、实现，默认参数只能放在函数声明中
  • 默认参数的值可以是常量、全局符号(全局变量、函数名)
  • C语言也可以将函数名作为参数传递，只是没有默认参数

• 函数重载、默认参数可能会产生冲突、二义性（建议优先使用默认参数）

extern "C"

• 被extern "C"修饰的代码会按照C语言的方式去编译

• 如果函数同时有声明和实现，要让函数声明被extern "C"修饰，函数实现可以不修饰

• 由于C、C++编译规则的不同，在C、C++混合开发时，可能会出现以下操作：

  • 在C++调用C语言API时候，需要使用extern "C"修饰C语言函数声明

• 编写C语言代码中直接使用extern "C"，这样可以直接被C++调用，但是如果C语言调用就会报错，所有用以下方式：

  • 通过宏 __cplusplus来区分C、C++环境

  #ifdef __cplusplus
  extern "C" {
  #ifdef __cplusplus
  
  int sum(int a, int b);
  
  #ifdef __cplusplus
  }
  #ifdef __cplusplus

#pragma once

• 使用 #ifndef、#define、#endif来防止头文件的内容被重复包含

• #pragma once可以防止整个文件的内容被重复包含

• 区别：

  • #ifndef、#define、#endif受C/C++标准库的支持，不受编译器的任何限制
  • 有些编译器不支持#pragma once，兼容性不够好
  • #ifndef、#define、#endif可以只针对一个文件中的部分代码，而#pragma once只能针对整个文件

内联函数（inline function）

• 使用inline修饰函数的声明或实现，可以使其变成内联函数
  • 建议声明 和 实现都增加 inline修饰
• 特点：
  • 编译器会将函数调用直接展开为函数体代码
  • 可以减少函数调用的开销
  • 增大代码体积
• 注意：
  • 尽量不要内联超过10行代码的函数
  • 有些函数即使声明为inline，也不一定被编译器内联，比如递归函数 optimization level

内联函数与宏

• 内联函数和宏，都可以减少函数调用的开销
• 对比宏，内联函数多了语法检测和函数特性

表达式

• C++ 有些表达式是可以被赋值的

int a = 10;
int b = 20;
// a = 30
(a = b) = 30;
// 30 > 20 所以 b = 100
(a < b ? a : b) = 4;

const

• const是常量的意思，被其修饰的变量不可修改
  • 如果修饰的是类、结构体的指针，其成员也不可以更改
• const修饰的是其右边的内容

引用（Reference）

• C语言中，使用指针（Pointer） 可以间接获取、修改某个变量的值
• C++中，使用引用（Reference）可以起到跟指针类似的功能。

int age = 20;
// refAge 就是一个引用
int &refAge = age;

• 注意点：
  • 引用相当于是变量的别名（基本数据类型、枚举、结构体、类、指针、数组等，都可以有引用）
  • 对引用做计算，就是对引用所指向的变量做计算。
  • 在定义的时候就必须初始化，一旦指向了某个变量，就不可以再改变，“从一而终”。
  • 可以利用引用初始化另一个引用，相当于多个别名
  • 不存在引用的引用、指向引用的指针、引用数组
• 引用存在价值：比指针更安全、函数返回值可以被赋值

引用的本质

• 引用的本质就是指针（通过汇编分析，指针和引用的汇编代码一样），只是编译器削弱了它的功能，所以引用就是弱化了的指针
• 一个引用要占用一个指针的大小。通过结构体里面设置指针和引用分析得出。

int main() {
    int age = 10;
    // 指针
    int *p = &age;
    *p = 20;
    return 0;
}

int main() {
    int age = 10;
    // 引用
    int &refAge = age;
    refAge = 30;
    return 0;
}

• 指针和引用生成的汇编代码如下：

// 指针
`main:
    pushq  %rbp
    movq   %rsp, %rbp
    xorl   %eax, %eax
    movl   $0x0, -0x4(%rbp)
    movl   $0xa, -0x8(%rbp)
    leaq   -0x8(%rbp), %rcx
    movq   %rcx, -0x10(%rbp)
    movq   -0x10(%rbp), %rcx
    movl   $0x14, (%rcx) // 16 + 4 = 20
    popq   %rbp
    retq

// 引用
`main:
    pushq  %rbp
    movq   %rsp, %rbp
    xorl   %eax, %eax
    movl   $0x0, -0x4(%rbp)
    movl   $0xa, -0x8(%rbp)
    leaq   -0x8(%rbp), %rcx
    movq   %rcx, -0x10(%rbp)
    movq   -0x10(%rbp), %rcx
    movl   $0x1e, (%rcx) // 16 + 14 = 30
    popq   %rbp
    retq