指针与引用

2018-04-08

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1970年，美国贝尔实验室的Ken Thompson将BCPL进行了修改，并为它起了一个有趣的名字“B语言”。意思是将BCPL语言煮干，提炼出它的精华。并且他用B语言写了第一个UNIX操作系统。而在1973年，B语言也给人“煮”了一下，美国贝尔实验室的D.M.RITCHIE在B语言的基础上最终设计出了一种新的语言，他取了BCPL的第二个字母作为这种语言的名字，这就是C语言。为了使UNIX操作系统推广，1977年Dennis M.Ritchie 发表了不依赖于具体机器系统的C语言编译文本《可移植的C语言编译程序》。即是著名的ANSI C。而C++就是以ANSI C为基础进行开发的，本文重在C的指令和C++的引用的区别。

产生的过程

1970年，AT&T的Bell实验室的D.Ritchie和K.Thompson共同发明了C语言。研制C语言的初衷是用它编写UNIX系统程序，因此，它实际上是UNIX的“副产品”。20世纪70年代中期，Bjarne Stroustrup在剑桥大学计算机中心工作。他使用过Simula和ALGOL，接触过C。他对Simula的类体系感受颇深，对ALGOL的结构也很有研究，深知运行效率的意义。既要编程简单、正确可靠，又要运行高效、可移植，是Bjarne Stroustrup的初衷。以C为背景，以Simula思想为基础，正好符合他的设想。1979年，Bjame Sgoustrup到了Bell实验室，开始从事将C改良为带类的C（C with classes）的工作。1983年该语言被正式命名为C++。

函数重载

方法重载（overload）
C++允许多个函数拥有相同的名字，只要它们的参数列表不同就可以，这就是函数的重载(Function Overloading)，借助重载，一个函数名可以有多种用途。
永远记住一点：函数重载只与参数列表有关，与返回值类型无关

int fun(int a,int b){
    return 0;
}

int fun(int a,char b){
    return 0;
}

void fun(){   
}

int fun(int a, int b, int c){
    return 0;
}

使用 objdump -S a.out 命令便可以通过a.out查看编译器编译出的汇编代码：

0000000000400674 <_Z3funii>:
  400674:	55                   	push   %rbp
  400675:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  400678:	89 7d fc             	mov    %edi,-0x4(%rbp)
  40067b:	89 75 f8             	mov    %esi,-0x8(%rbp)
  40067e:	b8 00 00 00 00       	mov    $0x0,%eax
  400683:	c9                   	leaveq 
  400684:	c3                   	retq   

0000000000400685 <_Z3funic>:
  400685:	55                   	push   %rbp
  400686:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  400689:	89 7d fc             	mov    %edi,-0x4(%rbp)
  40068c:	89 f0                	mov    %esi,%eax
  40068e:	88 45 f8             	mov    %al,-0x8(%rbp)
  400691:	b8 00 00 00 00       	mov    $0x0,%eax
  400696:	c9                   	leaveq 
  400697:	c3                   	retq   

0000000000400698 <_Z3funv>:
  400698:	55                   	push   %rbp
  400699:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  40069c:	c9                   	leaveq 
  40069d:	c3                   	retq   

000000000040069e <_Z3funiii>:
  40069e:	55                   	push   %rbp
  40069f:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  4006a2:	89 7d fc             	mov    %edi,-0x4(%rbp)
  4006a5:	89 75 f8             	mov    %esi,-0x8(%rbp)
  4006a8:	89 55 f4             	mov    %edx,-0xc(%rbp)
  4006ab:	b8 00 00 00 00       	mov    $0x0,%eax
  4006b0:	c9                   	leaveq 
  4006b1:	c3                   	retq   

00000000004006b2 <main>:
  4006b2:	55                   	push   %rbp
  4006b3:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  4006b6:	b8 00 00 00 00       	mov    $0x0,%eax
  4006bb:	c9                   	leaveq 
  4006bc:	c3                   	retq

由此可见g++编译器在编译cpp源文件的时候，对于同名称的函数做了区分，添加了相应的函数修饰，修饰之后的函数名称不同，所以是可以区分的！
同样的道理我们可以看看C语言是否支持函数重载：

#include<stdio.h>

void fun(int a, int b){

}

int main(){
    return 0;
}

对应的汇编代码如下：

0000000000400474 <fun>:
  400474:	55                   	push   %rbp
  400475:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  400478:	89 7d fc             	mov    %edi,-0x4(%rbp)
  40047b:	89 75 f8             	mov    %esi,-0x8(%rbp)
  40047e:	c9                   	leaveq 
  40047f:	c3                   	retq   

0000000000400480 <main>:
  400480:	55                   	push   %rbp
  400481:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  400484:	b8 00 00 00 00       	mov    $0x0,%eax
  400489:	c9                   	leaveq 
  40048a:	c3                   	retq   
  40048b:	90                   	nop
  40048c:	90                   	nop
  40048d:	90                   	nop
  40048e:	90                   	nop
  40048f:	90                   	nop

由此可见对于C语言是没有函数修饰的，所以C是不支持函数重载的！

extern “C”

有时候在C++工程中可能需要将某些函数按照C的风格来编译，在函数前加extern “C”，意思是告诉编译器，将该函数按照C语言规则来编译:

1
2
3

extern "C" int add(int a, char b) {
	return 0;
}

如果是头文件与实现分离的情况下，只要头文件写了extern "C"，源文件可写可不写，但是只要头文件没写extern "C" ,源文件中就不应该写extern "C"，否则会报链接错误

函数重载与函数重写(覆写)的区别

方法重写（覆盖）override
发生在有继承关系的类中，子类定义了与父类完全相同的方法（方法名、返回值、参数列表全都一样），被重写的方法必须比父类中的方法权限更高！

缺省参数

缺省参数顾名思义，就是说参数列表中定义了默认的参数：

#include<iostream>

int fun(int a, int b = 10){  //定义缺省参数
    return a+b;
}

int main(){
    std::cout << fun(20) << std::endl; //30
    std::cout << fun(20, 20) << std::endl; //40
    return 0;
}

缺省参数的使用注意事项：
1、缺省参数必须定义在参数列表的最右边，这个比较容易理解，如果你把缺省参数定义在中间的话，编译器也就不知道到底哪些参数是缺省的
error: default argument missing for parameter 2 of ‘int fun(int, int)’

2、缺省参数不能同时在函数声明和定义中出现，只能二者留其一，这个也是比较好理解的，站在编译器的角度看问题，要想让编译器明白，首先我们自己的明白到底该用哪一个值作为默认值

3、缺省值必须是常量或者全局变量

4、C语言并不支持缺省参数

指针与引用

感谢金虎兄弟指出代码中的错误

int main(){
    
    const int a = 10;
    const int& b = a;

    int c = 20;
    const int& d = c; 
    
    const int x = 10;
    //int& y = x; error 非const引用不能引用const变量
    
    int e = 10;
    //double& f = e; error
    const double& f = e; //之所以可以这样定义,后面解释

    return 0;
}

相同点

都是地址的概念
指针指向一块内存，它的内容是所指内存的地址；引用是某块内存的别名

区别

指针是一个实体，而引用仅是个别名；
引用只能在定义时被初始化一次，之后不可变；指针可变；可以理解为引用从定义那一刻就已经不能被改变
const的引用只能去引用const的变量，使用const引用非const变量是错误的，但是有一中情况除外：
1
2
int e = 10;
const double& f = e;
这种情况是这样的，在计算机想把 int 转为 double 的时候会创建一个临时的double变量，而就在这个时引用便引用的是这块临时存储区域，所以没有报错，但是这样的一块临时区域本来是不应该被引用的！
引用不能为空，指针可以为NULL
sizeof (引用) 得到的是所指向的变量（对象）的大小，而 sizeof 指针 得到的是指针本身（所指向的变量或对象的地址）的大小
指针和引用的自增（++）运算意义不一样，指针++是加上数据类型的大小，而引用++
就是原变量加1，因为引用就是给原来的变量起别名！

引用的使用规则如下：

引用被创建的同时必须被初始化（指针则可以在任何时候被初始化）。
不能有NULL 引用，引用必须与合法的存储单元关联（指针则可以是NULL）。
一旦引用被初始化，就不能改变引用的关系（指针则可以随时改变所指的对象）
如果函数返回时，离开函数作用域后，其栈上空间已经还给系统，因此不能用栈上的空间作为引
用类型返回。如果以引用类型返回，返回值的生命周期必须不受函数的限制(即比函数生命周期长)

本文作者： Tim
本文链接： https://zouchanglin.cn/4007090141.html
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