【C++学习】C++入门 | 缺省参数 | 函数重载 | 探究C++为什么能够支持函数重载
写在前面：
上一篇文章我介绍了C++该怎么学，什么是命名空间，以及C++的输入输出，
这里是传送门：http://t.csdn.cn/Oi6V8
这篇文章我们继续来学习C++的基础知识。
目录
写在前面：
1. 缺省参数
2. 函数重载
3. C++是如何支持函数重载的
写在最后：
1. 缺省参数
在学习C语言的时候，如果一个函数存在参数，
比如说这个函数：
void Func(int a) {}我们在调用的时候就一定要给他传参，
而C++提供的缺省参数，能让我们对函数的传参更加灵活，
举个例子：
#include
using namespace std;
void Func(int a = 10) {
cout << a << endl;
}
int main()
{
Func(); //没有传参的时候，使用参数的默认值
Func(20);//传参的时候，使用指定的实参
return 0;
} 我们给函数设置一个缺省值，这样在我们不给函数传参的时候，
函数的形参会自动使用缺省参数，而如果我们自己给函数传参，
函数形参使用的就是我们指定或者说传给他的值。
输出：
10
20那如果有多个函数参数的函数呢？
来看下一个例子：
#include
using namespace std;
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30) {
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
Func();
return 0;
} 如果是这样的一个函数，
我们传参的时候能不能只传一部分呢？
来看例子：
#include
using namespace std;
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30) {
cout << "a = " << a << " ";
cout << "b = " << b << " ";
cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
Func();
Func(1);
Func(1, 2);
Func(1, 2, 3);
return 0;
} 输出：
a = 10 b = 20 c = 30
a = 1 b = 20 c = 30
a = 1 b = 2 c = 30
a = 1 b = 2 c = 3我们发现这样是可行的，
那如果我想要跳着传呢？
比如说这样传上面函数的参数：
Func(1, , 2);
这样是不行的，会报错，
实际上，我们只能按顺序来传，从左往右依次传参，其他都是不行的。
你可能会有疑问，为什么要这样设计，跳着传好像也没什么啊？
我也不知道为啥，因为C++祖师爷就是这么规定的，可能祖师爷不喜欢吧。
我们上述的缺省参数的用法其实叫全缺省，
我们还可以用半缺省，也就是一些参数给缺省值，一些参数不给，
举个例子：
#include
using namespace std;
//半缺省
void Func(int a, int b = 20, int c = 30) {
cout << "a = " << a << " ";
cout << "b = " << b << " ";
cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
Func(1);
Func(1, 2);
Func(1, 2, 3);
return 0;
} 可别搞错了哦，半缺省只是一部分参数不使用缺省参数，
而不是真的一半的参数。
这里就有有一个规定，缺省也必须是连续的，
而且缺省必须是从右往左的缺省，不然就会报错：
比如说这样子，编译器就会报错：
void Func(int a = 10, int b, int c = 30) {}这里要分清楚：
缺省，是要从右往左缺省
传参，是要从左往右传参
那为什么祖师爷要设置这样一个语法呢？
实际上，这个语法在一些场景还是非常有用的，
我们来看这样一个场景，
比如说我们要对一个栈进行初始化：
#include
using namespace std;
struct Stack {
int* a;
int top;
int capacity;
};
//初始化一个栈
void StackInit(struct Stack* ptr) {
ptr->a = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
if (ptr->a == nullptr) {
perror("StackInit::malloc::fail");
return;
}
ptr->top = 0;
ptr->capacity = 4;
}
int main()
{
struct Stack st;
StackInit(&st);
//然后我们之后要对栈插入100个数据
return 0;
} 如果我们明知道之后就要往栈里插入100个数据，
而我们初识化默认就是初始化大小是4个整形，
那之后插入数据的过程就会频繁扩容导致不必要的损耗，
如果我们多加一个参数：
#include
using namespace std;
struct Stack {
int* a;
int top;
int capacity;
};
//初始化一个栈
void StackInit(struct Stack* ptr, int defaultCapacity = 4) {
ptr->a = (int*)malloc(sizeof(int) * defaultCapacity);
if (ptr->a == nullptr) {
perror("StackInit::malloc::fail");
return;
}
ptr->top = 0;
ptr->capacity = defaultCapacity;
}
int main()
{
struct Stack st;
StackInit(&st, 100);
//然后我们之后要对栈插入100个数据
return 0;
} 这样如果我们有需要就可以直接指定开辟空间大小，
不需要的时候不传第二个参数，也能自动使用默认的大小初始化。
这个问题就很好的解决了。
这里再补充一嘴，C语言的时候我们其实通常是这样解决这种问题的：
#include
using namespace std;
#define DEFAULT_CAPACITY 100
struct Stack {
int* a;
int top;
int capacity;
};
//初始化一个栈
void StackInit(struct Stack* ptr) {
ptr->a = (int*)malloc(sizeof(int) * DEFAULT_CAPACITY);
if (ptr->a == nullptr) {
perror("StackInit::malloc::fail");
return;
}
ptr->top = 0;
ptr->capacity = DEFAULT_CAPACITY;
}
int main()
{
struct Stack st;
StackInit(&st);
//然后我们之后要对栈插入100个数据
return 0;
} 通过定义一个宏的形式，
这样如果要修改初识化大小，就只用修改宏定义就行，
但是这样是没有C++这种用法灵活，
如果我们要创建两个栈，一个容量100，一个容量4的时候，他就做不到了：
#include
using namespace std;
struct Stack {
int* a;
int top;
int capacity;
};
//初始化一个栈
void StackInit(struct Stack* ptr, int defaultCapacity = 4) {
ptr->a = (int*)malloc(sizeof(int) * defaultCapacity);
if (ptr->a == nullptr) {
perror("StackInit::malloc::fail");
return;
}
ptr->top = 0;
ptr->capacity = defaultCapacity;
}
int main()
{
struct Stack st1;
StackInit(&st1, 100);
//然后我们之后要对栈插入100个数据
struct Stack st2;
StackInit(&st2);
return 0;
} 在这个场景下，使用C++就非常的舒适。
当然啦，我们也不能说C语言就不好，C语言也是有他自己独特的优势的。
这里还有一个细节要注意，
在使用缺省参数的时候，声明和定义不能都给缺省。
那是给声明还是给定义缺省值呢？
我就直接说了，只能给声明缺省值，
我来解释一下为什么，我们调用函数的时候，其实看到的就是声明，
如果需要传参就传参，如果有缺省值没传参，传的参数就自动变成缺省参数的值，
而定义不关心这些，定义只知道你一定要给我传两个参数，
所以我们只给声明缺省值。
#include
using namespace std;
struct Stack {
int* a;
int top;
int capacity;
};
//声明给缺省
void StackInit(struct Stack* ptr, int defaultCapacity = 4);
int main()
{
struct Stack st1;
StackInit(&st1, 100);
//然后我们之后要对栈插入100个数据
struct Stack st2;
StackInit(&st2);
return 0;
}
//初始化一个栈
void StackInit(struct Stack* ptr, int defaultCapacity) {
ptr->a = (int*)malloc(sizeof(int) * defaultCapacity);
if (ptr->a == nullptr) {
perror("StackInit::malloc::fail");
return;
}
ptr->top = 0;
ptr->capacity = defaultCapacity;
} 2. 函数重载
什么是函数重载，我们来看一个例子：
#include
using namespace std;
void add(int x, int y) {
cout << "int" << endl;
}
void add(double x, double y) {
cout << "double" << endl;
}
int main()
{
add(1, 2);
add(1.1, 2.2);
return 0;
}
输出：
int
double这个就是函数重载，
我们发现这两个函数函数名相同，但是参数类型却不同，
C语言是不允许同名函数的，而C++函数重载可以支持这个语法，
在函数调用的时候，能够根据你传的参数自动匹配类型。
补充：函数重载对函数返回值没有要求，也就是返回值不同是不构成重载的。
这里我直接总结出函数重载的规则，记住就行了：
1. 在同一个作用域
2. 函数名相同
3. 参数的类型不同或者类型的个数或者顺序不同
这个时候就出现了有趣的情况，
来看例子：
#include
using namespace std;
void f() {
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a = 0) {
cout << "f(int a = 0)" << endl;
}
int main()
{
return 0;
}
你觉得这段代码构成重载吗？
答案是构成的，因为他符合重载的规则，是可以编译通过的，
但是，如果我们无参调用这个函数呢? 编译器就会直接报错：
f()不能这样子调用，因为这样存在调用歧义。
其实函数重载就这一点点知识，已经讲完了，
但是，有一个问题，为什么C语言不支持重载，而C++能支持重载呢？
C++是怎么支持重载的呢？
其实是在编译链接的过程，函数名修饰规则有所不同。
3. C++是如何支持函数重载的
这里我需要先做的一个小的铺垫内容，
我们在进行函数调用的时候，调用函数的底层是怎么样的？
比如说这一段代码：
#include
void f(int a) {
printf("f(int a)\n");
}
void f(int a, double b) {
printf("f(int a, double b)\n");
}
int main()
{
f(1);
f(1, 1.1);
return 0;
} 来看汇编代码：
我们可以看到，汇编实际上是使用call 指令来调用函数的，
然后在调用 jump 指令跳转到函数的定义：
这个时候我们就进入函数了：
那么了解函数是怎么调用之后，我们再继续探究函数重载，
这里我采用gcc环境来进行演示，
先来看C语言，还是这段代码：
#include
void f(int a) {
printf("f(int a)\n");
}
void f(int a, double b) {
printf("f(int a, double b)\n");
}
int main()
{
f(1);
f(1, 1.1);
return 0;
} 这样子肯定是编译不通过的，
看到这个报错，conflicing types，其实就是函数名冲突了，
我们修改一下代码，让他能够编译通过：
#include
void f(int a, double b) {
printf("f(int a, double b)\n");
}
int main()
{
f(1， 1.1);
return 0;
} 来看看他的汇编代码是怎么样的：
我们通过汇编可以看到，汇编代码中 call 的这个函数的函数名是 f
跟我们设置的函数名是相同的，
要是我们定义了两个函数名相同的函数，那 call < f > ，究竟call 的是谁？
那就会出现函数命名的冲突问题，
但是这些只是我们现在的推测，接下来我们看看C++的汇编是怎么操作的：
还是这段代码：
#include
void f(int a) {
printf("f(int a)\n");
}
void f(int a, double b) {
printf("f(int a, double b)\n");
}
int main()
{
f(1);
f(1, 1.1);
return 0;
} 但是我们换成了C++的环境（C++兼容C语言）
看看我们发现了什么？
两个同样的函数，到了C++环境下编译出来的汇编代码，他的函数名怎么这么奇怪？
上面是带有两个函数参数的函数 f (int a, double b)
我们再来看看那个带着一个函数参数的同名函数 f (int a)：
发现了吗？
他们在C++代码中函数名是相同的，
但是到了汇编代码这里，函数名却不一样了，使用 call 指令调用的函数就不一样了，
这样就没有所谓的函数名冲突的问题了，
现在你应该大致理解为什么C语言不支持同名函数了，
C语言下编译出来的汇编代码的函数名是跟C语言代码写的函数名是相同的，
就自然不支持同名函数，而C++编译出来的汇编代码展现的函数名明显不相同。
我们再仔细看看：
可以看到他的命名规则还是有一点讲究的。
不过他的命名规则的细节我就不深究了，最重要的是理解函数重载的底层是怎么样的。
祖师爷创造这些语法还是有迹可循的，
同时我们也能感受到，真正设计一个语言还是非常困难的，
需要对各方面的知识有着深入的理解。
这里还是补充一嘴：学习C++的时候，多学底层还是非常重要的，
我们要做到：知其然，知其所以然，这样才能体现我们学习的优势，算是我的一些感想吧。
补充：
这个时候我们又能理解一个点，
函数重载为什么不能支持函数返回值不同呢？一定要返回值相同才能重载。
我们刚刚分析的汇编代码中的函数名修饰规则，
实际上汇编在调用函数的时候，就是通过call 指令查找函数的过程，
来看这段代码：
#include
void func();
int func();
int main()
{
func();
return 0;
} 返回值在调用的时候不会体现，
也就是说我们在调用 func() 函数的时候，我们不知道调用的是哪一个，
如果参数不同，编译器至少知道这是两个不同的函数，
到 call 的时候才可能出现查找函数出现歧义，
而调用 func() 这个函数，编译器就不知道究竟想调用哪个函数，
所以在编译阶段就会直接报错，
所以就算把返回值加入函数名修饰规则，编译也走不到那一步。
来看一眼编译器是怎么说的：
直接给你飘红了，还贴心的告诉你无法支持按返回类型区分的函数重载。
这里补充一句：
为什么我不在Windows下或者说VS下探究这个函数名修饰规则，
而是跑到了gcc/g++环境下去看呢？
因为VS他的函数名修饰规则比较复杂，没有g++那么清晰，
如果你感兴趣的话可以上网搜一下VS下的函数名修饰规则，这里就不展示了。
写在最后：
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