前面的笔记都是行云流水，因为前面几章看过了，从这一讲开始，每一讲都是现学现做笔记的。
没人是天生的赢家，只有后天的loser。
由上一讲中的知识，我们了解到许多有关C++函数的知识，但需要学习的知识还很多。C++还提供许多新的函数特性，使之有别于C语言。
新特性包括内联函数、按引用传递变量、默认的参数值、函数重载（多态）以及模板函数。
这一讲中，我们将介绍C++在C语言基础上新增的特性，比前面各讲都多，这是我们进入（++）领域的重要一步。
【内联函数】
这是为提高程序运行速度所做的一项改进。
内联函数与常规函数的主要区别不在于编写方式，而在于C++编译器如何将它们组合到程序中。
要了解内联函数与常规函数之间的区别，必须深入到程序内部。
我们知道编译过程的最终产品是可执行程序——由一组机器语言指令组成。运行程序时，操作系统将这些指令载入到计算机内存中，因此每条指令都有特定的内存地址。计算机随后将逐步执行这些指令。有时（如有循环或分支语句时），将跳过一些指令，向前或向后跳到特定地址。常规函数调用也使程序调到另一个地址（函数的地址），并在函数结束时返回。
下面更详细地介绍这一过程的典型实现。
执行到函数调用指令时，程序将在函数调用后立即存储该指令的内存地址，并将函数参数复制到堆栈（为此保留的内存块），跳到标记函数起点的内存单元，执行函数代码（也许还需将返回值放入到寄存器中），然后跳回到地址被保存的指令处（这与阅读文章时停下来看脚注，并在阅读完脚注后返回到以前阅读的地方类似）。来回跳跃位置意味着以前使用函数时，需要一定的开销。
此时，内联函数出现了，它提供了另一种选择。内联函数的编译代码与其他程序代码“内联”起来了。也就是说，编译器将使用相应的函数代码替换函数调用。对于内联代码，程序无需跳到另一个位置处执行代码，再跳回来。因此，内联函数的运行速度比常规函数稍快，但代价是需要占用更多内存。如果程序在10个不同的地方调用同一个内联函数，则该程序将包含该函数代码的10个副本。
当然，我们不能盲目地使用内联函数，相反，我们应有选择地使用内联函数。
如果执行函数代码的时间比处理函数调用机制的时间长，则节省的时间将只占整个过程的很小一部分。如果代码执行时间很短，则内联调用就可以节省非内联调用使用的大部分时间。另一方面，由于这个过程相当快，因此尽管节省了该过程的大部分时间，但节省的时间绝对值并不大，除非该函数经常被调用。
上面说了一堆理论知识，那我们如何使用这项特性呢？？
- 在函数定义前加上关键字inline
除此之外，我们通常省略原型，将整个定义（即函数头和所有函数代码）放在本应提供原型的地方。
- 知识点：内联函数不能递归
下面是一个计算参数的平方的程序：
#include<iostream>
//一个内联函数定义
inline double square(double x)
{
return x*x;
}
int main()
{
using namespace std;
double a = square(5.0);
cout<<"a = "<<a<<endl;
}
我们注意到上述程序中整个内联函数的定义只占用了几行，如果函数定义占用多行（假定没有使用冗长的标识符），则将其作为内联函数就不太合适。
上述程序亦表明，内联函数和常规函数一样，也是按值来传递参数的。
如果参数为表达式（如4.5+7.5），则函数将传递表达式的值（为12）。这使得C++的内联功能远远胜过C语言的宏定义。
【默认参数】
这将又是C++的另一项新内容，让我们慢慢欣赏吧。
默认参数——当函数调用中省略了实参时自动使用的一个值。
上面是书本的解释，我的看法如下：
假设我们创建一个函数如下：
void wow(int n)
如若我们要调用这个函数，我们应该在调用函数中这样调用：wow(2);或int a=2;wow(a);，调用语句的本质是实参不能为空。而如果我们设置成n有默认值为1：
void wow(int n = 1)
哈哈，这时我们可以在调用函数中这样调用：wow();，此时实参为空，但由于形参n有默认值为1，那么此调用语句等价于：wow(1); 。当然如果我们调用语句为：wow(2);，那么形参n就是2，而不是1。
好了，我的讲解完了，是不是仿佛知道了默认参数的用处啊。
- 我们只能通过函数原型设置参数的默认值，方法是将值赋给原型中的参数。这是由于编译器通过查看原型来了解函数所使用的参数数目，因此函数原型也必须将可能的默认参数告知程序。同时，只需要函数原型指定默认值，而函数定义与没有默认参数时完全相同。
每每学习一个知识点，总有它的要求：对于带参数列表的函数，必须从右向左添加默认值。也就是说，要为某个参数设置默认值，则必须为它右边的所有参数提供默认值。
下面我们举几个例子：
int chico(int n, int m = 6, int j); //错误 int harpo(int n, int m = 4, int j = 5); //harpo()原型允许调用该函数时提供1个、2个或3个参数： beeps = harpo(2); //same as harpo(2,4,5); beeps = harpo(1,8); //same as harpo(1,8,5); beeps = harpo(8,7,6); //没有使用默认参数
除此，我们还要知道实参按从左到右的顺序依次被赋给相应的形参，而不能跳过任何参数。下面的调用就是一个反例：
beeps = harpo(3, ,8); //错误，doesn't set m to 4
看到这，你可能吐槽默认参数的作用甚微，是的，它并非编程方面的重大突破，它只是提供了一种便捷的方式。而且，在设计类时我们将发现，通过使用默认参数，可以减少要定义的析构函数、方法以及方法重载的数量。
【函数重载】
在了解函数重载之前，我们先看一下函数多态。
函数多态是C++在C语言的基础上新增的功能。
学完了默认参数，我们知道它让我们能够使用不同数目的参数调用同一个函数，而函数多态（函数重载）让我们能够使用多个同名的函数。
术语“多态”：指的是有多种形式，因此函数多态允许函数可以有多种形式。
类似地，术语“函数重载”：指的是可以有多个同名的函数，因此对名称进行了重载。
这两个术语指的是同一回事，但我们通常使用函数重载。
简而言之，上面一大堆废话就是说：我们可以通过函数重载设计一系列同名的函数。
有多个同名的函数又怎么样？？有什么用吗？
当然有用啦！！
这些同名函数使用了不同的参数列表，但它们却完成相同的工作。
所以函数重载的关键是函数的参数列表——也称为函数特征标。
两个函数的特征标相同：参数数目相同、参数类型相同、参数的排列顺序相同。
C++允许定义名称相同的函数，条件是它们的特征标不同。
- 请记住：是特征标，而不是函数类型使得可以对函数重载。其实，这个我们仔细想一想就明白了，试想，若两个同名函数的特征标相同，那么我们调用语句与这两个函数都匹配，编译器就不知道调用哪个了，所以特征标才是函数重载的关键。
关于重载的几个注意点。
double cube(double x); double cube(double &x);
这两个函数的特征标看上去不同，然而它们不能共存。因为如果有调用语句：cube(a);，参数a与double x原型和double &a原型都匹配，因此为避免这种混乱，编译器将把类型引用和类型本身视为同一个特征标。
/* 匹配函数时，并不区分const和非const变量 */ void dribble(char *bits); //用于常规指针 void dribble(const char *bits); //用于const指针 //下面两个函数不能重载 void dabble(char *bits); void drivel(const char *bits); //下面给出了各种函数调用对应的原型： const char p1[20] = "How's the weather?"; char p2[20] = "How's business?"; dribble(p1); //dribble(const char *); dribble(p2); //dribble(char *); dabble(p1); //no match dabble(p2); //dabble(char *) drivel(p1); //drivel(const char *) drivel(p2); //drivel(const char *)
dribble()函数有两个原型，一个用于const指针，另一个用于常规指针，编译器将根据实参是否为const来决定使用哪个类型。dabble()函数只与带非const参数的调用匹配，而drivel()函数可以与带const或非const参数的调用匹配，只因为将非const值赋给const变量是合法的，但反之则是非法的。
我们何时使用函数重载呢？？
- 仅当函数基本上执行相同的任务，但使用不同形式的数据时。
【函数模板】
这又是C++新增的一项特性。
函数模板是通用的函数描述，也就是说，它们使用泛型来定义函数，其中的泛型可用具体的类型（如int或double）替换。
通过将类型作为参数传递给模板，可使编译器生成该类型的函数。
由于模板允许以泛型（而不是具体类型）的方式编写程序，因此有时也被称为通用编程。
由于类型是用参数表示的，因此模板特性有时也被称为参数化类型。
我承认这些都是废话。。。
下面我们来学习为何需要函数模板以及其工作原理。
看下面这个交换两个int值的程序：
#include<iostream>
using namespace std;
void swap(int *a, int *b)
{
int t; t = *a; *a = *b; *b = t;
}
int main()
{
int n1 = 3, n2 = 4;
swap(n1, n2);
}
那么，如果我们要交换两个double值，我们会想到复制swap函数的代码，并用double替换所有的int。同理，如果需要交换两个char值，我们可以再次使用同样的技术。显然，进行这种修改将浪费宝贵的时间，且容易出错。这时，我们在想有没有什么好的办法完成这项任务呢？
当然有咯！！C++的函数模板功能能自动完成这一过程，可以节省时间，而且更可靠。
函数模板允许以任意类型的方式来定义函数。
例如，我们可以建立一个交换模板：
template <typename T> //将类型命名为T，关键字typename可以用class代替
void swap(T *a, T *b)
{
T t; t = *a; *a = *b; *b = t;
}
我们要知道，模板并不创建任何函数，而只是告诉编译器如何定义函数。
需要交换int的函数时，编译器将按模板模式创建这样的函数，并用int代替T。同样，需要交换double的函数时，编译器将按模板模式创建这样的函数，并用double代替T。
更常见的情形是，将模板放在头文件中，并在需要使用模板的文件中包含头文件。
当我们需要多个对不同类型使用同一种算法的函数时，可使用模板。
但并非所有的类型都使用相同的算法，这是，我们可以像重载常规函数定义那样重载模板定义。
和常规重载一样，被重载的模板的函数特征标必须不同。如下面的程序：
template <typename T>
void swap(T *a, T *b);
template <typename T>
void swap(T a[], T b[], int n); //并非所有的模板参数都必须是模板参数类型(T)
template <typename T>
void swap(T *a, T *b)
{
T t; t = *a; *a = *b; *b = t;
}
template <typename T>
void swap(T a[], T b[], int n)
{
T t;
for(int i = 0; i < n; i++)
{
t = a[i];
a[i] = b[i];
b[i] = t;
}
}
上述程序中新增了一个交换模板，用于交换两个数组中的元素。原来的模板的特征标为(T &, T &)，而新模板的特征标为(T[], T[], int)。
注意，在后一个模板中，最后一个参数的类型为具体类型（int），而不是泛型。并非所有的模板参数都必须是模板参数类型。
看到了模板函数的好处，它的局限性也比较显著。
假设有如下模板函数：
void f(T a, T b)
{
...
}
函数体内总会执行一些操作，这是不可否认的。假如，函数体内定义了赋值，但如果T为数组，这个模板函数就没用；再比如，函数体内定义了<，但如果T为结构，这个模板也没用。此外，还有好多好多。
总之，编写的模板函数很可能无法处理某些类型。
但我们可以想办法解决这个困难。例如，将两个包含位置坐标的结构相加是有意义的，虽然没有为结构定义运算符+。
此时，我们有两种解决方案：①C++允许我们重载运算符+，以便能够将其用于特定的结构或类，这样使用运算符+的模板便可处理重载了运算符+的结构；②为特定类型提供具体化的模板定义。
下面我们将来介绍第二种解决方案，因为第一种解决方案等我们学完运算符重载就会了啊！
我们来看这样一个结构：
struct job{
char name[20];
double salary;
int floor;
};
我们要交换两个这种结构的内容可以使用上面的第一种模板，因为C++允许将一个结构赋给另一个结构。
然而，如果我们只想交换salary成员，其他成员不做交换，那么就需要使用不同的代码，但swap()的参数将保持不变（两个job结构的引用），因此无法使用模板重载来提供其他的代码。
然而，可以提供一个具体化函数定义（称为显示具体化），这个函数包含所需的代码。当编译器找到与函数调用匹配的具体化定义时，将使用该定义，而不再寻找模板。
显然，具体化是需要一些特别说明的：
- 对于给定的函数名，可以有非模板函数、模板函数和显示具体化模板函数以及它们的重载版本；
- 显示具体化的原型和定义应以template<>打头，并通过名称来指出类型；
- 具体化优先于常规模板，而非模板函数优先于具体化和常规模板。
下面给出交换job结构的非模板函数、模板函数和具体化的原型：
//非模板函数 void swap(job &, job &); //模板函数 template <typename T> void swap(T &, T &); //显示具体化 template <> void swap<job>(job &, job &); //<job>可不写，因为参数列表已经表明这是job的一个具体化
上面总结了：如果有多个原型，则编译器在选择原型时，非模板版本优先于显示具体化和模板版本，而显示具体化优先于使用模板生成的版本。
例如，在下面的代码中，第一次调用swap时使用通用版本，而第二次调用使用基于job类型的显示具体化版本。
//模板函数
template <typename T>
void swap(T &, T &);
//显示具体化
template <> void swap<job>(job &, job &);
int main()
{
double u, v;
...
swap(u,v); //使用模板函数
job a, b;
...
swap(a,b); //使用基于job类型的显示具体化
}
下面这个程序演示了显示具体化的工作方式：
1 // twoswap.cpp -- specialization overrides a template 2 #include <iostream> 3 template <typename T> 4 void Swap(T &a, T &b); 5 6 struct job 7 { 8 char name[40]; 9 double salary; 10 int floor; 11 }; 12 13 // explicit specialization 14 template <> void Swap<job>(job &j1, job &j2); 15 void Show(job &j); 16 17 int main() 18 { 19 using namespace std; 20 cout.precision(2); 21 cout.setf(ios::fixed, ios::floatfield); 22 int i = 10, j = 20; 23 cout << "i, j = " << i << ", " << j << ".\n"; 24 cout << "Using compiler-generated int swapper:\n"; 25 Swap(i,j); // generates void Swap(int &, int &) 26 cout << "Now i, j = " << i << ", " << j << ".\n"; 27 28 job sue = {"Susan Yaffee", 73000.60, 7}; 29 job sidney = {"Sidney Taffee", 78060.72, 9}; 30 cout << "Before job swapping:\n"; 31 Show(sue); 32 Show(sidney); 33 Swap(sue, sidney); // uses void Swap(job &, job &) 34 cout << "After job swapping:\n"; 35 Show(sue); 36 Show(sidney); 37 // cin.get(); 38 return 0; 39 } 40 41 template <typename T> 42 void Swap(T &a, T &b) // general version 43 { 44 T temp; 45 temp = a; 46 a = b; 47 b = temp; 48 } 49 50 // swaps just the salary and floor fields of a job structure 51 52 template <> void Swap<job>(job &j1, job &j2) // specialization 53 { 54 double t1; 55 int t2; 56 t1 = j1.salary; 57 j1.salary = j2.salary; 58 j2.salary = t1; 59 t2 = j1.floor; 60 j1.floor = j2.floor; 61 j2.floor = t2; 62 } 63 64 void Show(job &j) 65 { 66 using namespace std; 67 cout << j.name << ": $" << j.salary 68 << " on floor " << j.floor << endl; 69 }