【C++】函数重载

C++ 中的函数重载（Function Overloading）是指在同一个作用域内，可以定义多个名称相同但参数列表不同的函数。通过函数重载，可以根据传递给函数的参数类型或数量的不同，选择适当的函数来执行。

函数重载的条件

C++ 函数重载需要满足以下条件：

1. 同一个作用域内存在多个同名函数。
2. 函数名相同，但参数列表不同，包括参数的类型、顺序和数量。
3. 函数的返回类型可以相同也可以不同。

#include
using namespace std;

// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
     cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
     return left + right;
}

double Add(double left, double right)
{
     cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
     return left + right;
}

// 2、参数个数不同
void f()
{
     cout << "f()" << endl;
}

void f(int a)
{
     cout << "f(int a)" << endl;
}

// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
     cout << "f(int a,char b)" << endl;
}

void f(char b, int a)
{
     cout << "f(char b, int a)" << endl;
}

int main()
{
     Add(10, 20);
     Add(10.1, 20.2);
     f();
     f(10);
     f(10, 'a');
     f('a', 10);
     return 0;
}

函数重载的示例

下面是一个函数重载的示例：

void printNumber(int num) {
    std::cout << "Integer: " << num << std::endl;
}

void printNumber(float num) {
    std::cout << "Float: " << num << std::endl;
}

void printNumber(double num) {
    std::cout << "Double: " << num << std::endl;
}

在上述示例中，我们定义了三个名为 printNumber 的函数，它们的参数分别是 int、float 和 double 类型的数值。根据传递给函数的参数类型，编译器将自动选择最匹配的函数进行调用。

int main() {
    printNumber(10);       // 调用 printNumber(int)
    printNumber(3.14f);    // 调用 printNumber(float)
    printNumber(3.14159);  // 调用 printNumber(double)
    return 0;
}

函数重载的决策过程

函数重载的决策过程由编译器自动完成，它根据实参与形参之间的匹配情况来选择最佳匹配的函数。决策过程遵循以下规则：

1. 编译器首先尝试找到完全匹配的函数。如果找到了参数类型完全匹配的函数，那就使用该函数进行调用。
2. 如果没有找到完全匹配的函数，编译器将尝试进行隐式类型转换来寻找匹配，例如，从 int 到 float 的隐式转换。
3. 如果仍然有多个函数能够匹配，则编译器将选择与形参更为接近的函数。较小的隐式类型转换和精度更高的匹配将被优先选择。

函数重载与返回值

在函数重载中，返回值类型不是重载函数的决策因素。也就是说，即使两个函数的返回值类型不同，只要它们的参数列表不同，仍然可以进行函数重载。

int max(int a, int b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

double max(double a, double b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

在上面的示例中，即使两个 max 函数的返回值类型分别是 int 和 double，它们仍然可以进行函数重载。

函数重载与默认参数

函数重载与默认参数可以一起使用，但需要注意一些限制。如果有多个函数重载，其中一个使用了默认参数，而其他重载函数又不使用默认参数，那么在调用时可能会产生二义性错误。在这种情况下，编译器无法确定应该调用哪个函数。

void printNumber(int num, int base = 10) {
    std::cout << "Integer: " << num << ", Base: " << base << std::endl;
}

void printNumber(float num) {
    std::cout << "Float: " << num << std::endl;
}

int main() {
    printNumber(10);       // 编译通过，调用 printNumber(int, int)
    printNumber(3.14f);    // 编译错误！无法确定调用哪个函数
    return 0;
}

在上述示例中，调用 printNumber(3.14f)时会导致编译错误，因为编译器无法确定是调用printNumber(int, int)还是printNumber(float)。这是因为 printNumber(int, int)` 的第二个参数有一个默认值。

为了避免此类问题，可以通过显式地指定参数类型来解决二义性错误，或者通过对参数进行适当转换来选择具体的函数。

总结

函数重载是 C++ 中一个灵活强大的特性，允许我们使用相同的函数名来处理不同的参数类型和数量。通过函数重载，我们可以提高代码的可读性和可维护性，并避免命名冲突。需要注意的是，在函数重载使用中，应避免产生二义性错误，以确保编译器能够正确匹配函数。