深剖函数重载——C++基础篇

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程序的运行机制

我们之前学习过程序的预处理机制，预处理这步会去掉注释，宏替换，头文件展开以及条件编译（详见俺之前的笔记），假如这里有一个程序包含了== new.h ， new.cpp 和 test.c ，预处理完了变成 == new.i ， test.i

接着编译步骤会去检查语法并生成汇编代码，程序报错会在编译这一步发生，编译处理完后变成== new.s， test.s==，所以之前说的缺省参数为什么要在声明（.h）给出而不在定义（.cpp）给出就是因为如果有缺省参数，函数的声明和调用就应该匹配，否则编译就会报错。

汇编出的代码就是指令级的语言，也就是代码转到反汇编后的一句一句代码，编译没问题后就会将代码转换成指令，这些指令都是给 CPU 准备的，CPU就是去执行指令的，那他是怎么支持的呢？CPU对每条指令他都支持了一个指令级，每个指令级要做什么事他都可以做，比如调用函数的 call 指令等等。当然，汇编代码不是 CPU 认识的 0,1 二进制代码，CPU：请打开麦克风交流！所以汇编就是翻译出二进制机器码，这一步会生成 == new.o， test.o==。

链接为什么说是链接而不是直接合并呢？其实他的本质就是去链接库并找到调用函数地址，链接对应上合并在一起。我们从两个方面来看，我们预处理阶段就把 new.h 展开在头上了，也就是我们有了 .h 里面函数的声明了，而我们在调用他里面包含的函数名时，函数一来就会先创建栈帧，有栈帧就必定有地址，有地址才能被调用。

链接过程还会生成一个符号表和函数调用指令，符号表主要记录了函数名称和函数地址的映射。这些内容是为了在有人调用这个函数的时候能够执行 call 指令（call + 函数地址 是在调用函数），如果出现 “链接错误” 那他并不是语法错误，可能是声明了函数而没有写定义之类的让链接过程找不到。

函数重载的深度内涵

我们之前说C++里面特色的函数重载，而C语言不支持，那C++到底是如何支持的？而C语言又是为何不支持？要明白这些问题首先要知道程序的运行机制包括预处理，编译，汇编，链接

==所以C语言之所以不支持函数重载是因为C语言函数名是用的原来自己的名字 ，就会发生冲突！==而C++支持函数重载是因为C++会发生函数名修饰，修饰基本规则是 _Z + 函数名 + 类型首字母，比如 void func（int a，double b）命名出来就是 _Zfuncid，Linux环境下是这样命名的。

链接时找到函数的地址来填上，当然他也可以链接其他库，比如别人开源写了一个数据库，库里面又一些 API ，在C和C++里面我们叫他静态库或动态库。库是 C 的 cpp 能调用，是 cpp 的 C 也能调用，这种交叉调用这么神奇？

但是交叉调用有一个鸿沟，其实这个过程和上面一样，编译好了到符号表里面去找，这里会在链接时去对应库里面去找，直接找是找不到的！和函数重载是一样的，那我该怎么找啊？这里又引入一个新的概念 extern “C”

extern “C”

这个功能十分有用处，因为在C++出现以前，很多代码都是C语言写的，而且很底层的库也是C语言写的，为了更好的支持原来的C代码和已经写好的C语言库，需要在C++中尽可能的支持C，而extern "C"就是其中的一个策略。

对于 cpp 内函数名是修饰过的，C 又是没修饰的 , extern “C”就可以改变链接或编译方式来帮助我们 C 调 cpp 或者 cpp 调 C。

C++代码调用C语言代码，在C++的头文件中使用或者在多个人协同开发时，可能有的人比较擅长C语言，而有的人擅长C++，这些个情况下 extern “C” 就有大显身手的机会。

如此一来我们 C++ 想调 C 就简单了，直接加上一句

extern "C"
{
   #include "file"//file文件名，如.lib、.h
}

他就是在告诉编辑器声明的函数是 C 函数，要用 C 的方式去链接调用。C 调 C++ 有一些些不一样了，我们可以把之前的条件编译的宏拿来好好玩玩

#ifdef __cplusplus
     #define _C extern "C"
#else
     #define _C
#endif

__cplusplus 是C++天生就自己定义的标识符，代码中的 extern “C” 全部替换成 _C，条件编译只要满足C++条件就放出后面带有 extern “C” 声明的 _C 宏标识。当然 extern “C” 可以放在函数名前面也可以括起来多个函数声明。

C 调 C++？

C程序是可以调用 C++ 的，但是并不常见，已知的一个 google 的项目，他们写的 tc_malloc ，用来替代 C语言里面的 malloc，他们觉得多线程下 tc_malloc 比 malloc 更高效，而 tc_malloc 的实现基础是 C++，如果一个C语言项目想用他也是可以的，只需要对暴露的关键函数加上 extern “C”就行。

静态库的创建

我们在 C++ 项目里面直接引用 C 的头文件是施行不通的，我们可以自己创建一个静态库，以 vs 为例，空项目基础上右键属性，常规选中配置类型改为静态库

debug 下生成的就不是 .exe 而是 .lib 了，他就是静态库，我们要想在 C++ 程序里面链接 C 的静态库，一样的右键属性，链接器里面常规选中附加库目录，可以在电脑中浏览想添加的库

然后再找到输入栏的附加依赖项，将添加的静态库名称加到这里的最前面，前后用分号隔开一下更好。

原理就是我们程序链接时会去目录下找库，找到静态库 .lib 里面有对应的符号表，映射和 C++ 一样的指令即可。

引用

这里的引用不是新定义的一个变量，而是给已经存在的变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟空间，他和他的引用变量共用一块内存空间，就好比你叫某某某，但江湖上人们都叫你帅哥或者美女。

int a = 1;
int& b = a;

这里 b 就是 a 的引用也叫做 a 的别名，他们的地址都是一样的，同一块空间的内容 a 和 b 都可以去修改和访问，他的价值就是比如我们需要造一个含有指针参数的函数，取地址很麻烦的，我们可以让形参是实参的别名，这样就不用取地址就爽多了，引用的使用还是非常方便的。

今天就先到这里吧，摸了家人们