1、声明/定义重载函数时,是如何解决命名冲突的?(抛开函数重载不谈,using就是一种解决命名冲突的方法,解决命名冲突还有很多其它的方法,这里就不论述了)
2、当我们调用一个重载的函数时,又是如何去解析的?(即怎么知道调用的是哪个函数呢)
这两个问题是任何支持函数重载的语言都必须要解决的问题!带着这两个问题,我们开始本文的探讨。本文的主要内容如下:
1、例子引入(现象)
什么是函数重载(what)?
为什么需要函数重载(why)?
2、编译器如何解决命名冲突的?
函数重载为什么不考虑返回值类型
3、重载函数的调用匹配
模凌两可的情况
4、常量性与函数重载
5、总结
1、例子引入(现象)
1.1、什么是函数重载(what)?
函数重载是指在同一作用域内,可以有一组具有相同函数名,不同参数列表的函数,这组函数被称为重载函数。(不能根据返回值区分重载)
重载函数通常用来命名一组功能相似的函数,这样做减少了函数名的数量,避免了名字空间的污染,对于程序的可读性有很大的好处。
看下面的一个例子,来体会一下:实现一个打印函数,既可以打印int型、也可以打印字符串型。在C++中,我们可以这样做:
#include<iostream>
using namespace std; void print(int i)
{
cout<<"print a integer :"<<i<<endl;
}
void print(string str)
{
cout<<"print a string :"<<str<<endl;
}
int main()
{
print(12);
print("hello world!"); return 0;
}
通过上面代码的实现,可以根据具体的print()的参数去调用print(int)还是print(string)。
1.2、为什么需要函数重载(why)?
(1)试想如果没有函数重载机制,如在C中,你必须要这样去做:为这个print函数取不同的名字,如print_int、print_string。这里还只是两个的情况,如果是很多个的话,就需要为实现同一个功能的函数取很多个名字,如加入打印long型、char*、各种类型的数组等等。这样做很不友好!
(2)类的构造函数跟类名相同,也就是说:构造函数都同名。如果没有函数重载机制,要想实例化不同的对象,那是相当的麻烦!
(3)操作符重载,本质上就是函数重载,它大大丰富了已有操作符的含义,方便使用,如+可用于连接字符串等!
2、编译器如何解决命名冲突的?
为了了解编译器是如何处理这些重载函数的,我们反编译下上面我们生成的执行文件,我们在Linux下执行命令objdump -d a.out >log.txt反汇编并将结果重定向到log.txt文件中,然后分析log.txt文件。
我们可以发现编译之后,重载函数的名字变了不再都是原来的函数名!这样不存在命名冲突的问题了,但又有新的问题了——变名机制是怎样的,即如何将一个重载函数的签名映射到一个新的标识?
这个映射机制与编译器有关,在g++编译器下其规则为:“作用域+返回类型+函数名+参数列表”。
而在gcc中,其产生的函数符号仅由函数名决定。
既然返回类型也考虑到映射机制中,这样不同的返回类型映射之后的函数名肯定不一样了,但为什么不将函数返回类型考虑到函数重载中呢?
——这是为了保持解析操作符或函数调用时,独立于上下文(不依赖于上下文),看下面的例子
float sqrt(float);
double sqrt(double);
void f(double da, float fla)
{
float fl=sqrt(da);//调用sqrt(double)
double d=sqrt(da);//调用sqrt(double)
fl=sqrt(fla);//调用sqrt(float)
d=sqrt(fla);//调用sqrt(float)
}
如果返回类型考虑到函数重载中,这样将不可能再独立于上下文决定调用哪个函数。
3、重载函数的调用匹配
现在已经解决了重载函数命名冲突的问题,在定义完重载函数之后,用函数名调用的时候是如何去解析的?为了估计哪个重载函数最适合,需要依次按照下列规则来判断:
精确匹配:参数匹配而不做转换,或者只是做微不足道的转换,如数组名到指针、函数名到指向函数的指针、T到const T;
提升匹配:即整数提升(如bool 到 int、char到int、short 到int),float到double
使用标准转换匹配:如int 到double、double到int、double到long double、Derived*到Base*、T*到void*、int到unsigned int;
使用用户自定义匹配;
使用省略号匹配:类似printf中省略号参数
如果在最高层有多个匹配函数找到,调用将被拒绝(因为有歧义、模凌两可)。看下面的例子:
void print(int);
void print(const char*);
void print(double);
void print(long);
void print(char);
void h(char c,int i,short s, float f)
{
print(c);//精确匹配,调用print(char)
print(i);//精确匹配,调用print(int)
print(s);//整数提升,调用print(int)
print(f);//float到double的提升,调用print(double)
print('a');//精确匹配,调用print(char)
print(49);//精确匹配,调用print(int)
print(0);//精确匹配,调用print(int)
print("a");//精确匹配,调用print(const char*)
}
定义太少或太多的重载函数,都有可能导致模凌两可,看下面的一个例子:
void f1(char);
void f1(long);
void f2(char*);
void f2(int*);
void k(int i)
{
f1(i);//调用f1(char)? f1(long)?
f2(0);//调用f2(char*)?f2(int*)?
}
这时侯编译器就会报错,将错误抛给用户自己来处理:通过显示类型转换来调用等等(如f2(static_cast(0),当然这样做很丑,而且你想调用别的方法时有用做转换)。上面的例子只是一个参数的情况,下面我们再来看一个两个参数的情况:
int pow(int ,int);
double pow(double,double);
void g()
{
double d=pow(2.0,2)//调用pow(int(2.0),2)? pow(2.0,double(2))?
}
3、常量性与函数重载
参数仅常量性不同是否可以重载?
不一定!成员