①.内联函数

Ⅰ.概念

用inline修饰的函数就叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方将函数直接展开，而不是去调用函数，没有建立函数栈帧的开销，跟C语言的宏的方式类似，内联函数提高了程序运行的效率。

using namespace std;
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int ret = 0;
	ret = Add(2, 3);
	return 0;
}

我们知道调用一个函数需要给这个函数建立函数栈帧。
当我们需要调用很多次该函数时，就需要花费大量的空间。
在C语言中我们是使用宏定义一个函数来解决这样的问题的。

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

我们要是有宏定义上面的函数该如何定义呢？
正确的写法应该是这样：

#define Add(x,y) (((x)+(y))

注意这里最最后没有分号。
当我们使用宏函数时，可以避免调用函数时建立栈帧的开销，因为当编译时，编译器会将宏函数直接展开，不会去调用开辟栈帧。
在这里插入图片描述
不过定义宏函数有很多易错点：
1.不加括号会引起很多错误

1.#define Add(x,y) x+y 
当没有括号时
Add(1,2)*5;
因为Add是直接替换
所以结果就变成了1+2*5
2.#define Add(x,y) (x+y)
这种场景虽然外面加了括号，但里面没有仍然会出错
比如这样的场景，当x，y为表达式时呢？
你如何确定是+的优先级高还是x和y里面表达式的运算符优先级高呢？
比如Add(1|2,3&4);
直接替换为1|2+3&4，这里+号的优先级是比|和&高的。

2.注意宏函数定义，最后没有分号。

Ⅱ.宏与内联

优点：
1.可以增强代码的复用性

2.可以提高效率
缺点：
1.不方便调试，因为编译期间进行了替换

2.代码复杂，可读性差，容易误读

3.没有类型检查，安全性差。

虽然宏具有优势，但是它的缺点也是很多的，所以在C++中改变这样方法，引入了内联函数的概念。

我们只要在函数的前面加上关键字inline就变成了内联函数了。
而且内联函数既可以提高效率，可读性也好。

接下来让我们看看内联函数到底是如何使用的。

using namespace std;
inline int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int ret = 0;
	ret = Add(2, 3);
	return 0;
}

如何查看？
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，但在release版本下，不支持调试。
2.在debug版本下，因为编译器系统原因无法查看内联函数展开，所以我们需要对编译器进行一些调整

对于内联函数来说，函数在编译时期直接展开了。
在这里插入图片描述
如果不是内联函数就需要调用函数，建立函数栈帧。

using namespace std;
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int ret = 0;
	ret = Add(2, 3);
	return 0;
}

在这里插入图片描述
那内联函数这么好用，那以后是个函数都搞成内联函数可以吗？
当然不可以，内联函数和宏函数都是有使用范围的。
都适合于那些短小的频繁调用的函数，如果不是这样的函数，那么可能会造成代码膨胀的。
在这里插入图片描述

而当函数A代码量很时，又是内联函数，结果会使项目B中生成的可执行程序变大，使代码膨胀。所以长的函数不适合作为内联函数。

但其实编译器设计者也注意到这点，所以在设计时就规定，inline对于编译器仅仅只是一个建议，最终是否会成为内联函数，编译器自己决定，也就是编译器不相信你，大千世界无奇不有，谁知道哪个程序员整幺子然后还要编译器背锅呢。
所以像比较长的函数，递归函数类似的函数就算加了inline，编译器也会将之否决掉。

还有定义内联函数时，声明和定义不能分开定义。不然会存在链接问题。
在这里插入图片描述
因为在编译期间内联函数就已经展开，哪里函数没有地址，也不会进入符号表，但是当使用函数时，只要函数的声明，没有函数的地址，那么就要去定义里去找函数的地址，但遗憾的是，内联函数已经展开，所以没有地址存在，所以最终是无法编译通过的。
在这里插入图片描述
所以正确的写法是，定义和声明不分开，也就是直接在.h文件里将函数的声明和定义一起写即可。

所有要用该函数的地方，直接在头文件里声明定义就可以了。这样就不存在链接的问题。

Ⅲ.总结

- 1.inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当作内联函数处理，那么在编译阶段，会用函数体替换函数调用。
缺陷：目标文件会变大。
优势：减少调用开销，提高程序运行效率。

- 2.inline 对于编译器只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制不同，一般对于函数规模较小的(即函数不是长的)，不是递归，并且是频繁调用的函数采取inline修饰，否则编译器会忽略inline的特性。
在C++prime中也说过：

内联函数只是向编译器发出的一个请求，编译器可以选择忽略这个请求。

3.inline内联函数不能声明和定义分离，分离会导致链接问题，因为inline分离，内联函数在编译时就展开，没有函数地址，而声明又没有地址，在链接时找不到定义里的地址。

②.指针空值nullptr(C++11)

Ⅰ.C++98中的指针空值

在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值，否则可能会出现不可预料的错误，比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向，那么我们是用NULL来对其初始化的。

int *a =NULL;
//指针不知道指向

NULL实际上是一个宏，在传统的C头文件(stddef.h)中是这样定义的：

#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL   0
#else
#define NULL   ((void *)0)
#endif
#endif

可以看到，NULL可能被定义为字面常量0，或者被定义为无类线指针(void*)的常量。
但是不论是哪种定义，在C++中使用空值的指针时，都会不可避免的遇到一些问题。

void f(int)
{
	cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int*)
{
	cout << "f(int*)" << endl;
}

两个同名函数构成重载，一个参数是int 类型，一个参数是int*类型
如果我们调用这两个函数该如何调用呢？

int main()
{
	f(0);//调用第一个
	f(NULL);//这个调用第几个函数呢？
	return 0;
}

在这里插入图片描述
从结果我们可以知道，f(0)和f(NULL)都调用的是第一个函数，可是我们本意是向f(NULL)调用第二个函数的。
因为NULL定义就是字母常量0或者无类型的(void*)常量，所以它会调用第一个函数，而第二个函数的参数是int *类型的。

在C++98中，字面常量0既可以是一个整形数字，也可以是无类型的指针常量，但是编译器默认情况下将其看成一个整形常量，如果要将其按照指针方式使用，必须要对其进行强制转化由NULL强制转化为int*类型

f((int*)NULL);

这样才可以调用第二个函数。
但在C++中引入nullptr关键字，表示指针空值。
所以我们直接这样写f(nullptr)就可以调用第二个函数

void f(int)
{
	cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int*)
{
	cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{
	f(0);
	f(NULL);
	f((int*)NULL);
	f(nullptr);
	return 0;
}