函数重载

函数重载

如果同一作用域内的几个函数名字相同但形参列表不同，我们称之为重载函数。例如：

void print(const char *cp);

void print(const int *beg,const int *end);

void pring(const int ia[],size_t size);

这些函数接受的形参类型不一样，但是执行的操作非常类似。当调用这些函数时，编译器会根据传递的实参类型推断想要的是哪个函数：

int j[2]={0,1};

print("Hello world");   //调用void print(const char *cp);

print(j,end(j)-begin(j));  //调用void pring(const int ia[],size_t size);

print(begin(j),end(j));   //调用void print(const int *beg,const int *end);

函数的名字仅仅是让编译器知道它调用的是哪个函数，而函数重载可以在一定程度上减轻程序员起名字、记名字的负担。

main函数不能重载

 

定义重载函数

对于重载的函数来说，它们应该在形参数量或形参类型上有所不同。

不允许两个函数除了返回类型外其他所有的要素都相同（因为只有返回类型不同，调用函数的时候不能区分调用的是哪一个函数）。假设有两个函数，它们的形参列表一样但是返回类型不同，则第二个函数的声明是错误的：

Record lookup(const Account&);

bool lookup(const Account&);  //错误：与上一个函数相比只有返回类型不同

 

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一样，但实际上是相同的：

//每对声明的是同一个函数

Record lookup(const Account &acct);

Record lookup(const Account &);  //省略了形参的名字

 

typedef Phone Telno;

Record lookup(const Phone&);

Record lookup(const Telno&);   //Telno和Phone的类型相同

在第一对声明中，第一个函数给它的形参起了名字，第二个函数没有。形参的名字仅仅起到帮助记忆的作用，有没有它并不影响形参列表的内部。

第二对声明看起来类型不同，但事实上Telno不是一种新类型，他只是Phone的别名而已。类型别名为已存在的类型提供了另外一个名字，它并不是创建新类型。

 

重载和const形参

顶层const不影响传入函数的对象，一个拥有顶层const的形参无法和另一个没有顶层const的形参区分开来：

Record lookup(Phone);

Record lookup(const Phone);  //重复声明了Record lookup(Phone);

 

Record lookup(Phone*);

Record lookup(Phone * const );   //重复声明了Record lookup (Phone *);

在这两组函数声明中，每一组的第二个声明和第一个声明时等价的。

另一方面，如果形参是某种类型的指针或引用，则通过区分其指向的是常量对象还是非常量对象可以实现函数重载，此时的const是底层的：

//对于接受引用或指针的函数来说，对象时常量还是非常量对象的形参不同

//定义了4个独立的重载函数

Record lookup(Account &);   //函数作用于Account的引用

Record lookup(const Account &); //新函数，作用于常量引用

 

Record lookup(Account *);   //新函数，作用于指向Account的指针

Record lookup(const Account *);  //新函数，作用于指向常量的指针

在上面的例子中，编译器可以通过实参是否常量来推断应该调用哪个函数。因为const不能转换成其他类型，所以我们只能把const对象（或指向const的指针）传递给const形参。相反的，因为非常量可以转换成const，所以上面的4个函数都能作用于非常量对象或者指向非常量对象的指针。不过，当我们传递一个非常量对象或者指向非常量对象的指针时，编译器会优先选用非常量版本的函数。

 

const_cast和重载

const_cast在重载函数的情景中最有用。

//比较两个string对象的长度，返回较短的那个引用

const string &shorterString(const string &s1,const string &s2)

{

　　return s1.size()<=s2.size()?s1:s2;

}

这个函数的参数和返回值都是const string的引用。我们可以对两个非常量的string实参调用这个函数，但返回的结果仍然是const string的引用。因此我们需要一种新的shorterString函数，当它的实参不是常量时，得到的结果是一个普通的引用，使用const_cast可以做到这一点：

string &shorterString(string &s1,string &s2)

{

　　auto &r=shorterString(const_cast<const string&>(s1),const_cast<const string&>(s2));

　　return const_cast<stirng&>(r);

}

在这个版本的函数中，首先将它的实参强制转换成对const的引用，然后调用了shorterString函数的const版本。const版本返回到const string的引用，这个引用事实上绑定在了某个初始的非常量实参上。因此，我们可以再将其转换回一个普通的string&，这显然是安全的。

 

调用重载的函数

定义了一组重载函数后，我们需要以合理的实参调用它们。函数匹配是指一个过程，在这个过程中我们把函数调用与一组重载函数中的某一个关联起来，函数匹配也叫做函数确定。编译器首先将调用的实参与重载集合中每一个函数的形参进行比较，然后根据比较的结果决定到底调用哪个函数。

现在我们需要掌握的是，当调用重载函数时有三种可能的结果：

• 编译器找到一个与实参最佳匹配的函数，并生成调用该函数的代码；
• 找不到任何一个函数与调用的实参匹配，此时编译器发出无匹配的错误信息；
• 又多于一个函数可以匹配，但是每一个都不是明显的最佳选择。此时也将发生错误，称为二义性调用。

重载与作用域

其实，重载对作用域的一般性质并没有什么改变：如果我们在内层作用域中声明名字，它将隐藏外层作用域中声明的同名实体。在不同的作用域中无法重载函数名：

string read();

void print(const string&);

void print(double);  //重载print函数

void fooBar(int ival)

{

    bool read=false;  //新作用域：隐藏了外层的read

    string s=read();  //错误：read是一个布尔值，而非函数

  //不好的习惯：通常来说，在局部作用域中声明函数不是一个好的选择

    void print(int );   //新作用域：隐藏了之前的print

    print("value");  //错误：print(const string&)被隐藏了

    print(ival);    //正确：当前print(int)可见

    print(3.14);  //正确：调用print(int);print(double)被隐藏了

}

当我们调用print函数时，编译器首先寻找对该函数名的声明，找到的是接受int值得哪个局部什么。一旦在当前作用域中找到了所需的名字，编译器就会忽略掉外层作用域中同名实体。剩下的工作就是检查函数调用是否有效了。

 

在C++中，名字查找发生在类型检查之前。

假设我们把print(int)和其他print函数声明放在同一个作用域中，则它将成为另一种重载形式。此时，因为编译器能看到所有三个函数，上述调用的处理结果将完全不同：

void print(const string&);

void print(double);

void print(int);

void fooBar2(int ival)

{

    print("value");  //调用print(const string&)

    print(ival);      //调用print(int)

    print(3.14);   //调用print(double)

}