C++基础（函数重载）

函数重载

首先，以C语言实现int, double,char 类型的比较大小函数为例：

int my_max_i(int a,int b) { reurn a > b ? a : b;}
double my_max_d(double a,double b) { return a > b ? a : b;}
char my_max_c(char a,char b) { return a > b ? a : b;}

观察这些函数可以发现：

• 这些函数都执行了相同的一般性动作;
• 都返回两个形参中的最大值；

从用户的角度来看， 只有一种操作 ，就是判断最大值， 至于怎样完成其细节，函数的用户一点也不关心。

这种词汇上的复杂性不是 “判断参数中的最大值” 问题本身固有的， 而是反映了程序设计环境的一种局限性： 在同一个域中出现的名字必须指向一个唯实体（函数体) 。

这种复杂性给程序员带来了一个实际问题 ,他们必须记住或查找每一个函数名字。
函数重载把程序员从这种词汇复杂性中解放出来。

一、函数重载的概念

  在C++中可以为两个或两个以上的函数提供相同的函数名称，只要参数类型不同，或参数类型相同而参数的个数不同， 称为函数重载。

// my_max + 参数表
int my_max(int a,int b)
{
    return a > b ? a : b;
}
char my_max(char a,char b)
{
    return a > b ? a : b;
}
double my_max(double a,double b)
{
    return a > b ? a : b;
}
//每个同名函数的参数表是惟一
int main()
{
    int ix = my_max(12,23);
    double dx = my_max(12.23,34.45);
    char chx = my_max('a','b');
    return 0;
}

编译器的工作：
  当一个函数名在同一个域中被声明多次时，编译器按如下步骤解释第二个（以及后续的）的声明。
  如果两个函数的参数表中参数的个数或类型或顺序不同，则认为这两个函数是重载。

例如：

// 重载函数
void print(int a,char b);
void print(char a,int b);

二、判断函数重载的规则

• 1. 如果两个函数的参数表相同， 但是返回类型不同，会被标记为编译错误：函数的重复声明

int my_max(int a,int b)
{
    return a > b ? a : b;
}
unsigned int my_max(int a,int b) // error;
{
    return a > b ? a : b;
}
int main()
{
    int ix = my_max(12,23);
    unsigned int = my_max(12,23); // error;
    reutrn 0;
}

• 2. 参数表的比较过程与形参名无关

// 声明同一个函数
int my_add(int a,int b);
int my_add(int x,int y);

• 3. 如果在两个函数的参数表中，只有缺省实参不同，则第二个声明被视为第一个的重复声明

void Print(int *br,int n);
void Print(int *br,int len = 10);

• 4. typedef 名为现有的数据类型提供了一个替换名，它并没有创建一个新类型 ，因此，如果两个函数参数表的区别只在于一个使用了typedef，而另一个使用了与 typedef 相应的类型。则该参数表被视为相同的参数列表

typedef unsigned int u_int;
int Print(u_int a)
int Print(unsigned int b);

• 5. 当一个形参类型有 const 或 volatile 修饰时，如果形参是按值传递方式定义，在识别函数声明是否相同时，并不考虑 const 和 volatile 修饰符

void fun(int a){ }
void fun(const int a) { }

• 6. 当一个形参类型有 const 或 volatile 修饰时，如果形参定义指针或引用时，在识别函数声明是否相同时，就要考虑 const 和 volatile 修饰符

void fun(int *p) {}
void fun(const int *p) {}
void fun(int &a) {}
void fun(const int &a) {}

• 7. 注意函数调用的二义性

如果在两个函数的参数表中，形参类型相同，而形参个数不同，形参默认值将会影响函数的重载

void fun(int a){}
void fun(int a,int b){}
void fun(int a ,int b = 10);

三、函数重载解析的步骤

• 确定函数调用考虑的重载函数的集合, 确定函数调用中实参表的属性；
• 从重载函数集合中选择函数 ,该函数可以在 (给出实参个数和类型 )的情况下可以调用函数；
• 选择与调用最匹配的函数。

四、名字粉碎（名字修饰）

  “C”或者“C++”函数在内部（编译和链接）通过修饰名识别。修饰名是编译器在编译函数定义或者原型时生成的字符串。

  修饰名由函数名、类名、调用约定、返回类型、参数等共同决定。

调用约定：
   __stdcall 是Pascal程序的缺省调用方式，通常用于Win32 Api中，函数采用从右到左的压栈方式，自己在退出时清空堆栈。

   C调用约定（即用 __cdecl 关键字说明）按从右至左的顺序压参数入栈，由调用者把参数弹出栈。对于传送参数的内存栈是由调用者来维护的（正因为如此，实现可变参数的函数只能使用该调用约定）。

   __fastcall 调用约定是“人”如其名，它的主要特点就是快，因为它是通过寄存器来传送参数的（实际上，它用 ECX 和 EDX 传送前两个双字（ DWORD ）或更小的参数，剩下的参数仍旧自右向左压栈传送，被调用的函数在返回前清理传送参数的内存栈），在函数名修饰约定方面，它和前两者均不同。

   thiscall 仅仅应用于“ C++ ”类的成员函数。 this 指针存放于ECX 寄存器，参数从右到左。 thiscall 不是关键词，因此不能被程序员指定。

   在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段：预编译（预处理）、编译、汇编、链接。Name Mangling是一种在编译过程中，将函数名、变量名的名字重新命名的机制。

C 语言编译时函数名修饰约定规则

• __cdecl是C/C++的缺省调用方式, 调用约定函数名字前面添加了下划线前缀。

格式：_functionname

• __stdcall调用约定在输出函数名前加上一个下划线前缀，后面加上一个“@”符号和其参数的字节数。

格式：_functionname@number;

• __fastcall 调用约定在输出函数名前加上一个“ @ ”符号，函数名后面也是一个“ @ ”符号和其参数的字节数。

格式: @functionname@number

五、C++编译时函数名修饰约定规则

__cdecl 调用约定：
1、 以“?”标识函数名的开始，后跟函数名；
2、 函数名后面以“@@YA”标识参数表的开始，后跟参数表；
3、 参数表以代号表示：

• X – void
• D – char
• E – unsigned char
• F – short
• H – int
• I – unsigned int
• J – long
• K – unsigned long
• M – float
• N – double
• _N – bool

  PA----表示指针，后面的代号表明指针类型，如果相同类型的指针连续出现，以“ 0 ”代替，一个“ 0 ”代表一次重复；
4、 参数表的第一项为该函数的返回值类型，其后依次为参数的数据类型,指针标识在其所指数据类型前;
5、 参数表后以“@Z”标识整个名字的结束，如果该函数无参数，则以“ Z ”标识结束。

//(?my_add_int@@YGHHH@Z)
int __stdcall my_add_int(int a, int b)
{
    return a + b;
}
//(?print_int@@YAXH@Z)
void __cdecl print_int(int a)
{
    printf("%d ", a);
}
// (?fun@@YIXXZ)
void __fastcall fun()
{
}
int main()
{
    my_add_int(12, 23);
    print_int(12);
    fun();
    return 0;
}

C++函数是重载

//(?my_max@@YAHHH@Z)
int my_max(int a, int b);
//(?my_max@@YADDD@Z)
char my_max(char a, char b);
//(?my_max@@YANNN@Z)
double my_max(double a, double b);
int main()
{
    my_max(12, 23);
    my_max('a', 'b');
    my_max(12.23, 34.45);
    return 0;
}

关键字 :
extern “C” ： 函数名以C的方式修饰约定规则；
extern “C＋＋” ： 函数名以C＋＋的方式修饰约定规则；

六、总结

6.1 函数重载的依据

1. 函数形参的个数

2. 函数形参的类型

3. 形参的顺序

4. 不能把返回值作为函数重载的条件，原因是编译器在编译时不会去判断函数的返回类型，函数只有调用后，编译器才会去验证返回类型，所以返回值不能作为函数重载的依据。

5. 常函数 const 可以作为函数重载判断依据，原因：重载[]运算符时，有没有const的区别是：有const只读，没有const读写都可以。

6.2 返回类型不同的函数是否可以重载

两个方法方法名相同，返回值类型不同不可以构成函数重载。

函数重载是同一范围中声明几个功能类似的同名函数，但是这些同名函数的形式参数（指参数的个数、类型或者顺序）必须不同，也就是说用同一个函数完成不同的功能。不能只有函数返回值类型不同。