[cpp primer随笔] 10. 函数重载与重载决议

本篇将介绍C++函数重载的概念，及重载决议规则。

一、函数重载

同一作用域内，函数名相同，而形参列表不同的函数称之为重载函数(overloaded function)。

需要特别注意：以下情况看似形参列表不同，实则等价，无法形成函数重载。

// 1. 声明中有无形参名无法形成重载
void test1(int &arg);
void test1(int &); // 二者等价

// 2. 类型别名无法形成重载
using count = int&;
void test2(int &);
void test2(count); // 二者等价

// 3. 顶层const无法形成重载
void test3(const int);
void test3(int); // 二者等价

void test3_(int *const);
void test3_(int *); // 二者等价

// √ 底层const就可以形成重载
void test4(const int&);
void test4(int &); // 有效重载

void test4(const int*); 
void test4(int *); // 有效重载

此外，函数重载必须发生在同一作用域内。内部作用域中的函数会覆盖外部同名函数的名字，在下面的重载决议步骤中可以看到，名字被覆盖将直接导致外部函数重载失效。

二、重载决议

对于一个函数调用而言，如果该函数名对应了一组重载函数，则根据实参将函数调用与某一个重载函数绑定起来，这一过程称之为函数匹配(function matching)，也叫做重载决议(function resolution)。

重载决议的过程可以划分为以下三步，前两步的失败会导致无匹配错误(no matching)，最后一步的失败会导致二义性调用(ambiguous call)错误。

第一步：确定候选函数

满足下列条件称之为候选函数candidate function：

• 与被调用函数同名
• 声明在调用点可见

第二步：确定可行函数

满足下列条件称之为可行函数viable function：

• 形参与提供实参的数量相等
• 每个实参的类型与形参类型对应匹配

第三步：寻找最佳匹配

与实参类型最匹配的那个可行函数，称之为最佳匹配。

其基本思想是实参类型与形参类型越接近，匹配的越好。最佳匹配函数需要满足以下两条要求：

• 该函数每个实参的匹配都不劣于其他可行函数需要的匹配
• 至少有一个实参的匹配优于其他函数提供的匹配

如果可行函数中没有选项能够满足上述两个条件，则该函数调用将被判定为二义性调用并引发编译器报错。

实参类型转换下的匹配优先级划分

在第三步中，为了确定最佳匹配，下列规则中越靠前的情况，则当前参数的匹配优先度越高。即第三步中所描述的匹配的优劣。

• 精确匹配
  • 实参与形参类型相同、
  • 实参从数组类型或函数类型转换为相应类型的指针
  • 向实参添加或删除顶层const
• const转换实现的匹配（关于和精确匹配第三条的不同点，在最后赘述）
• 类型提升实现的匹配
• 算术类型转换或指针转换实现的匹配
• 类类型转换实现的匹配

向实参添加或删除顶层const与const转换实现的匹配这两种情况的不同之处：

前者指的是，形参与实参顶层const类型不同。

void test(const int);

const int i = 1;
int j = 2;
test(i);
test(j); // 都是精确匹配

而后者指的是，形参具备底层const，实参不具备底层const。此时实参将会被加上const限定。这种情况的优先级逊于精确匹配。

void test(const int&);
void test(int &);

const int i = 1;
int j = 2;
test(5); // 字面值，会匹配到test(const int&)
test(i); // 会匹配到test(const int&)
test(j); // 会匹配到test(int &)