c++的引用调用问题

假设我们自己实现了一个system函数鼡于代替C标准库下面的那个,目的是增强多平台的统一性Windows实现下的system()的尿性,大家也是知道的

思考再三,函数原型如下:

其中返回值标誌是否运行正确,exitCode引用调用则负责带回该命令的返回值
然后遇到了这样一个程序,它的返回值对程序的逻辑无关痛痒所以可以根本不要這个exitCode

最脏的办法就是传一个无用的int类型变量,调用完后边搁在一边就算g++不抱怨unused,作为强迫症的我们也看不过去这无端多出来的一个無用变量
很好,接下来有两条路

C语言中也常常有这种情况,这时候我们多半会想到空指针只要传一个空指针,并在运行时判断是否為NULL以选择是否写入即可遂把函数原型改成:

一切貌似都解决了,指针近乎野蛮地强行为我们开出了一条道路
但我们是直男癌,阿不引用调用癌啊。怎么容许高贵的C++代码里出现指针的身影

先看一段标准里的对于引用调用的说明

嗯哼,标准貌似对我们这种意图实现空引鼡调用的行为不予支持在标准中,任何对空引用调用的操作行为都是未定义行为但是想想,我们可以通过引用调用的地址判断其是否囿效于是可以回避这些行为。

于是我们要开始用奇技淫巧革命了

为了方便创建不同类型的空引用调用,最好以模板函数的方式实现:

Voila! 實现方法就是这么简单

抛开个人信仰不谈,与标准背道而驰使用空引用调用而不是空指针来忽略掉多余的参数,真的是个好方法么
個人认为,在开发团队都使用这一做法时这样的方法并没有什么不妥,原因如下:

  1. 简单在函数内部只需要几个合法性判断,而不像指針那样需要*->
  2. C++不就是用来玩的么,这么纠结这一问题为什么不使用golang呢

至少,本弱开发的wTest里使用的就是这一方法但本人也不知道自己會不会在某一时刻推翻我自己此时的想法。


  1. 在Windows下system()只是做一个调用其他程序的工作,只要调用成功就返回0不成功就返回-1,无法通过其獲取程序返回值

前言:引用调用是C++一个很重要的特性最近看了很多有关引用调用的资料和博客,故在此对引用调用的相关知识进行总结

引用调用顾名思义是某一个变量或对象的别名,对引用调用的操作与对其所绑定的变量或对象的操作完全等价

1.&不是求地址运算符而是起标志作用

2.引用调用的类型必须和其所绑定的变量的类型相同

5 int &b=a; //错误,引用调用的类型必须和其所绑定的变量的类型相同

3.声明引用调用的同时必须对其初始化否则系统会报错

4 int &a; //错误!声明引用调用的同时必须对其初始化

4.引用调用相当于变量或对象的别名,因此不能再将已有的引用调用名作为其他变量或对象的名字或别名

5.引鼡调用不是定义一个新的变量或对象因此内存不会为引用调用开辟新的空间存储这个引用调用

语法:类型 (&引用调用名)[数组中元素数量]=数組名;
语法:类型 *&引用调用名=指针名;//可以理解为:(类型*) &引用调用名=指针名,即将指针的类型当成类型*

A.引用调用作为函数的参数

1.当用引鼡调用作为函数的参数时其效果和用指针作为函数参数的效果相当。当调用函数时函数中的形参就会被当成实参变量或对象的一个别洺来使用,也就是说此时函数中对形参的各种操作实际上是对实参本身进行操作而非简单的将实参变量或对象的值拷贝给形参

2.通常函數调用时系统采用值传递的方式将实参变量的值传递给函数的形参变量。此时系统会在内存中开辟空间用来存储形参变量,并将实参變量的值拷贝给形参变量也就是说形参变量只是实参变量的副本而已;并且如果函数传递的是类的对象,系统还会调用类中的拷贝构造函数来构造形参对象而使用引用调用作为函数的形参时,由于此时形参只是要传递给函数的实参变量或对象的别名而非副本故系统不會耗费时间来在内存中开辟空间来存储形参。因此如果参数传递的数据较大时建议使用引用调用作为函数的形参,这样会提高函数的时間效率并节省内存空间

3.使用指针作为函数的形参虽然达到的效果和使用引用调用一样但当调用函数时仍需要为形参指针变量在内存Φ分配空间,而引用调用则不需要这样故在C++中推荐使用引用调用而非指针作为函数的参数

4.如果在编程过程中既希望通过让引用调用作为函数的参数来提高函数的编程效率,又希望保护传递的参数使其在函数中不被改变则此时应当使用对常量的引用调用作为函数的参数。

5.數组的引用调用作为函数的参数:C++的数组类型是带有长度信息的引用调用传递时如果指明的是数组则必须指定数组的长度

常引用调用不尣许通过该引用调用对其所绑定的变量或对象进行修改

6 new_a=11;//错误!不允许通过常引用调用对其所绑定的变量或对象进行修改

运行上面的程序编譯器会报错

这是由于func1()和“Tomwenxing”都会在系统中产生一个临时对象(string对象)来存储它们,而在C++中所有的临时对象都是const类型的而上面的程序试图將const对象赋值给非const对象,这必然会使程序报错如果在函数func2的参数前添加const,则程序便可正常运行了

C.引用调用作为函数的返回值

1.引用调用作为函数的返回值时必须在定义函数时在函数名前将&

2.用引用调用作函数的返回值的最大的好处是在内存中不产生返回值的副本

case 1:用返回值方式调用函数(如下图,图片来源:伯乐在线):

返回全局变量temp的值时C++会在内存中创建临时变量并将temp的值拷贝给该临时变量。当返回到主函数main后赋值语句a=fn1(5.0)会把临时变量的值再拷贝给变量a

case 2:用函数的返回值初始化引用调用的方式调用函数(如下图,图片来源:伯乐在线)

这種情况下函数fn1()是以值方式返回到,返回时首先拷贝temp的值给临时变量。返回到主函数后用临时变量来初始化引用调用变量b,使得b成为該临时变量到的别名由于临时变量的作用域短暂(在C++标准中,临时变量或对象的生命周期在一个完整的语句表达式结束后便宣告结束吔就是在语句float &b=fn1(5.0);之后) ,所以b面临无效的危险很有可能以后的值是个无法确定的值。

 如果真的希望用函数的返回值来初始化一个引用调用应当先创建一个变量,将函数的返回值赋给这个变量然后再用该变量来初始化引用调用:

 case 3:用返回引用调用的方式调用函数(如下图,圖片来源:伯乐在线)

这种情况下函数fn2()的返回值不产生副本,而是直接将变量temp返回给主函数即主函数的赋值语句中的左值是直接从变量temp中拷贝而来(也就是说c只是变量temp的一个拷贝而非别名) ,这样就避免了临时变量的产生尤其当变量temp是一个用户自定义的类的对象时,這样还避免了调用类中的拷贝构造函数在内存中创建临时对象的过程提高了程序的时间和空间的使用效率。

case 4:用函数返回的引用调用作为噺引用调用的初始化值的方式来调用函数(如下图图片来源:伯乐在线)

这种情况下,函数fn2()的返回值不产生副本而是直接将变量temp返回給主函数。在主函数中一个引用调用声明d用该返回值初始化,也就是说此时d成为变量temp的别名由于temp是全局变量,所以在d的有效期内temp始终保持有效故这种做法是安全的。

3.不能返回局部变量的引用调用如上面的例子,如果temp是局部变量那么它会在函数返回后被销毁,此时對temp的引用调用就会成为“无所指”的引用调用程序会进入未知状态。

4.不能返回函数内部通过new分配的内存的引用调用虽然不存在局部变量的被动销毁问题,但如果被返回的函数的引用调用只是作为一个临时变量出现而没有将其赋值给一个实际的变量,那么就可能造成这個引用调用所指向的空间(有new分配)无法释放的情况(由于没有具体的变量名故无法用delete手动释放该内存),从而造成内存泄漏因此应當避免这种情况的发生

5当返回类成员的引用调用时,最好是const引用调用这样可以避免在无意的情况下破坏该类的成员。

6.可以用函数返回的引用调用作为赋值表达式中的左值

7 return value[n];//返回的引用调用所绑定的变量一定是全局变量不能是函数中定义的局部变量

在C++中,引用调用是除了指針外另一个可以产生多态效果的手段也就是说一个基类的引用调用可以用来绑定其派生类的实例

ptr只能用来访问派生类对象中从基类继承丅来的成员如果基类(类Father)中定义的有虚函数那么就可以通过在派生类(类Son)中重写这个虚函数来实现类的多态。

1.在引用调用的使用Φ单纯给某个变量去别名是毫无意义的,引用调用的目的主要用于在函数参数的传递中解决大块数据或对象的传递效率和空间不如意嘚问题

2.用引用调用传递函数的参数,能保证参数在传递的过程中不产生副本从而提高传递效率,同时通过const的使用还可以保证参数在传遞过程中的安全性

3.引用调用本身是目标变量或对象的别名,对引用调用的操作本质上就是对目标变量或对象的操作因此能使用引用调用時尽量使用引用调用而非指针

在项目中融合C和C++有时是不可避免嘚在调用对方的功能函数的时候,或许会出现这样那样的问题但只要我的C代码和我的C++代码分别都能成功编译,那其他就不是问题近來在主程序是C语言,而调用C++功能函数的时候C++的*.h头文件都能找到,功能函数也都定义了最重要的是,单独编译C++的时候完全没有问题,泹当用主程序的C调用C++的功能函数时总是提示该函数未定义(undefined),这里分析问题的出处便是混合调用出现的问题了

关键点在这里:我们僦靠在C++的*.h和*.cpp的头尾加入下面代码才得以解决问题。

这样的代码到底是什么意思呢首先,__cplusplus是cpp中的自定义宏那么定义了这个宏的话表示这昰一段cpp的代码,也就是说上面的代码的含义是:如果这是一段cpp的代码,那么加入extern "C"{和}处理其中的代码

要明白为何使用extern "C",还得从cpp中对函数的偅载处理开始说起在c++中,为了支持重载机制在编译生成的汇编码中,要对函数的名字进行一些处理加入比如函数的返回类型等等.而茬C中,只是简单的函数名字而已不会加入其他的信息.也就是说:C++和C对产生的函数名字的处理是不一样的. 目的就是主要实现C与C++的相互调用问題。

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