《C++ Primer》第6章 函数（二）
参考资料：
- 《C++ Primer》第5版
- 《C++ Primer 习题集》第5版
6.4 函数重载（P206）
在同一作用域内的几个函数名字相同但形参列表不同，称之为重载（overloaded）函数：
void print(const char *str);
void print(const int *beg, const int *end);
void print(const int arr[], size_t size);
函数重载可以缓解程序员起名字、记名字的负担。
main函数不能重载
定义重载函数
不允许两个函数除了返回类型外其他要素都相同：
int func(int);
double func(int); // 错误
判断两个形参的类型是否相异
有时候两个形参列表看起来不同，但实际上却是相同的：
int func(int i);
int func(int);
using ll = long long;
int func(long long i);
int func(ll i);
重载和const形参
顶层 const 不能重载，底层 const 可以重载：
void func(int *p);
void func(int *const p); // 错误
void func(int *p);
void func(const int *p); // 正确
const_cast和重载
const string &shorterString(const string &s1, const string &s2){
return s1.size() <= s2.size() ? s1 : s2;
}
string &shorterString(string &s1, string &s2){
auto &r = shorterString(const_cast<const string&>(s1),
const_cast<const string&>(s2));
return const_cast<string&>(r);
}
调用重载函数
函数匹配（function matching）又称重载确定（overload resolution），指把函数调用和一组重载函数中的某一个关联起来的过程。调用重载函数可能有三种结果：
- 编译器找到一个最佳匹配函数，并生成调用该函数的代码
- 找不到任何一个函数可以与实参匹配，编译器发出无匹配的错误信息
- 有多个函数可以匹配，但每一个都不是明显的最佳选择，产生二义性调用
6.4.1 重载与作用域（P210）
void func(int p) {
cout << "int";
}
void func(double) {
cout << "double";
}
void func(int *p){
cout << "int*";
}
int main() {
void func(double);
int i = 0;
func(i); // 输出为double，因为内层func屏蔽了外面的func
int *p = &i;
func(p); // 错误
return 0;
}
在 C++ 中，名字查找发生在类型检查之前。在上面的代码中，执行 func(p) 首先寻找该函数的声明，找到的是 void func(double) 的局部生命，并自动忽略外层作用域中的同名实体，由于 int* 无法转换成 double ，所以这个调用是错误的。
6.5 特殊用途语言特性（P211）
6.5.1 默认实参（P211）
在调用含有默认实参的函数时，可以包含该实参，也可以省略该实参：
void func(int height = 24, int width = 80, char background = ' ');
使用默认实参调用函数
默认实参负责填补函数调用缺少的尾部实参：
func(); // 等价于func(24, 80, ' ')
func(66); // 等价于func(66, 80, ' ')
func(, , '#'); // 错误，只能省略尾部实参
func('?'); // 等价于func('?', 80, ' ')
在设计含有默认实参的函数时，应该尽可能把默认实参安排在后面。
默认实参声明
在同一个作用域对同一个函数的多次声明中，每个形参只能被赋予一次默认实参：
void func(int, int, char = ' ');
void func(int, int, char = '*'); // 错误
void func(int = 24, int, char); // 正确
默认实参初始值
局部变量不能作为默认实参，除此之外，只要表达式的类型能转换成形参所需类型，该表达式就能作为默认实参：
int ht = 24;
char def = ' ';
int wd();
void func(int = ht, int = wd(), char = def);
用作默认实参的名字在函数声明的作用域内解析，这些名字的求值过程发生在函数调用时：
int main(){
def = '*';
int ht = 30; // 屏蔽外层ht
func(); // 等价于func(24, wd(), '*');
}
6.5.2 内联函数和constexpr函数（P213）
使用内联函数可避免函数调用额外开销
将函数指定为内联函数（inline），就是将它在每个调用点上展开：
inline const string &shorterString(const string &s1, const string &s2){
return s1.size() <= s2.size() ? s1 : s2;
}
inline只是想编译器发出一个请求，编译器可以忽略这个请求。一般来说，内联机制用于优化规模较小、流程直接、调用频繁的函数。
constexpr函数
constexpr 函数指能用于常量表达式的函数。定义 constexpr 是需要遵循几项约定：函数的返回值和所有形参必须为字面值类型，函数体中必须有且仅有一条 return 语句（一般而言，整个函数体就只有一条语句，即 return 语句）：
constexpr int new_sz() { return 42; }
constexpr int foo = new_sz();
在执行 foo 的初始化任务时，编译器把对 new_sz 的函数调用替换为其结果值。constexpr 函数被隐式指定为内联函数。
constexpr 函数体内也可以包含其他语句，只要这些语句在运行时不执行任何操作，如空语句、类型别名、using 声明等。
我们允许 constexpr 函数的返回值不是常量：
constexpr size_t scale(size_t cnt) { return new_sz() * cnt; }
对于上述 scale 函数，当我们传入一个形如字面值 2 的常量表达式时，它的返回类型也是常量表达式，并且编译器会用相应的结果替换对 scale 的调用；如果我们传入的不是常量表达式，则返回值也不是常量表达式。
应当把
constexpr也当作一种请求。
把内联函数和constexpr函数放在头文件
内联函数和 constexpr 函数允许多次定义（因为这两种函数往往在编译器就要进行一些操作，仅有函数声明是不够的），但每次定义必须完全相同，通常把它们定义在头文件中。
6.5.3 调试帮助（P215）
程序可以包含是一些用于调试的代码，这些代码只在开发程序时使用，当程序真正发布时，需要屏蔽调试代码。这种方法需要用到两项预处理功能：assert 和 NDEBUG 。
assert预处理宏
assert 宏使用一个表达式作为它的条件：
assert(expr);
如果表达式为假，assert 输出信息并终止程序运行；如果表达式为真则什么都不做。
assert 宏定义在 cassert 头文件中，常用于检查“不能发生”的条件：
assert(word.size() > threshold);
NDEBUG预处理变量
assert 的行为依赖于一个名为 NDEBUG 的预处理变量，如果定义了 NDEBUG （ 默认不定义），则 assert 什么也不做。
NDEBUG 也能用于编写自己的条件调试代码：
void print(const int ia[], size_t size){
#ifndef NDEBUG
cerr << __func__ << ": array size is " << size << endl;
#endif
}
其中 __func__ 是编译器为每个函数定义的静态局部变量，用于存放函数的名字。除此之外，常用的变量还有：
__FILE__存放文件名的字符串字面值__LINE__存放当前行号的整型字面值__TIME__存放文件编译时间的字符串字面值__DATE__存放文件编译日期的字符串字面值
6.6 函数匹配（P217）
确定候选函数和可行函数
函数匹配的过程：
- 选定本次调用对应的重载函数集，集合中的函数称为候选函数（candidate function）。候选函数具备两个特征：与被调用函数同名、其声明在调用点可见。
- 考察本次函数调用的实参，从候选函数中选出可行函数（viable function）。可行函数具备两个特征：形参与实参数量相等（如果函数含有默认参数的话可能不同）、实参能转换成形参的类型。
- 在可行函数中寻找最佳匹配。如果有且仅有一个函数满足下列条件，则匹配成功：
- 该函数每个实参的匹配都不劣于其他可行函数的匹配。
- 至少有一个实参的匹配优于其他可行函数。
如果没有找到可行函数，编译器报告无匹配函数的错误；如果没有找到最佳匹配，编译器将报告二义性调用。
6.6.1 实参类型转换（P219）
编译器将实参到形参的类型转换划分成了几个等级：
- 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成对应的指针类型。
- 添加或删除实参中的顶层
const。
- 通过
const转换实现的匹配。 - 通过类型提升实现的匹配。
- 通过算术类型转换或指针转换实现的匹配。
- 通过类类型转换实现的匹配。
需要类型提升和算术类型转换的匹配
假设两个同名函数，一个接受 int 、另一个接受 short ，即使我们在调用函数时提供一个很小的整数，由于它会被提升成 int ，所以实际调用的是接受 int 的函数。
所有算术类型转换的级别都一样，signed 转换成 unsigned 并不比 int 转换成 double 级别高。
函数匹配和const实参
void func(int&);
void func(const int&);
const int a = 0;
int b = 0;
func(a); // 调用void func(const int&);
func(b); // 调用void func(int&);
6.7 函数指针（P221）
函数的类型由它的返回类型和形参类型共同决定，想要声明一个指向函数的指针，只需要用指针替换函数名即可：
bool lengthCompare(const string &, const string &);
bool (*pf)(const string &, const string &) = lengthCompare;
使用函数指针
当我们把函数名当作值使用时，该函数名自动转换成指针：
pf = lengthCompare;
pf = &lengthCompare; // 等价的赋值语句，取地址符是可选的
我们也可以直接使用指针调用函数，无需解引用指针：
bool b1 = pf("hello", "goodbye");
bool b2 = (*pf)("hello", "goodbye"); // 等价的调用
指向不同函数类型的指针不存在转换规则（注意，精确匹配中有些情况看似属于类型转换，但实际上不是。）。
重载函数指针
void func(int *const);
void func(unsigned int);
void (*pf1)(unsigned int) = func; // 指向void func(unsigned int);
void (*pf2)(int) = func; // 错误
void (*pf3)(int*) = func; // 指向void func(int *const);
函数指针形参
和数组类似，我们不能定义函数类型的形参，但形参可以是指向函数的指针：
void useBigger(const string&, const string&,
bool pf(const string &, const string &));
void useBigger(const string&, const string&,
bool (*pf)(const string &, const string &)); // 等价声明
我们可以直接把函数当作实参使用。
使用类型别名和 decltype 可以简化代码。
返回指向函数的指针
最好使用类型别名、尾置返回类型简化代码。