八、函数重载分析

1、重载的概念

重载（Overload）

• 同一个标识符在不同的上下文有不同的意义

2、C++中的函数重载

函数重载(Function Overload)

• 用同一个函数名定义不同的函数
• 当函数名和不同的参数搭配时函数的含义不同

int func(int x)
{
    return x;
}
int func(int a, int b)
{
    return a+b;
}
int func(const char* s)
{
    return strlen(s);
}

函数重载至少满足下面的一个条件：

• 参数个数不同
• 参数类型不同
• 参数顺序不同

int func(int a, const char* s)
{
    return a;
}
int func(const char* s, int a)
{
    return strlen(s);
}
// 可以发生重载

当函数默认参数于函数重载发生作用

int func(int a, int b, int c = 0)
{
    return a*b*c;
}
int func(int a, int b)
{
    return a+b;
}

int main()
{
    int c = func(1, 2);	// Which one?
    // 直接报错，特性参数冲突
    return 0;
}

编译器调用重载函数的准则

• 将所有同名函数作为候选者
• 尝试寻找可行的候选函数
  • 精确匹配实参
  • 通过默认参数能够匹配实参
  • 通过默认类型转换匹配实参
• 匹配失败
  • 最终寻找到的候选函数不唯一，则出现二义性，编译失败
  • 无法匹配所有候选者，函数未定义，编译失败

函数重载的注意事项：

• 重载函数在本质上是相互独立的不同函数
• 重载函数的函数类型不同
• 函数返回值不能作为函数重载的依据

函数重载是由函数名和参数列表决定的，函数重载与返回值没有关系

证明函数重载是两个不同的函数：

#include <stdio.h>

int add(int a, int b)  // int(int, int)
{
    return a + b;
}

int add(int a, int b, int c) // int(int, int, int)
{
    return a + b + c;
}

int main()
{
    printf("%p
", (int(*)(int, int))add);
    printf("%p
", (int(*)(int, int, int))add);

    // 发现函数的入口地址是不同的，所以是两个不同的函数
    
    return 0;
}
// 结果：
// 00DF100A
// 00DF100F
// 意味着这两个函数的入口地不同，反向证明了这两个函数是不用的函数

也可以通过vs自带工具， dumpbin 命令，查看符号表SYMBOLS

034 00000000 SECT4  notype ()    External     | ?add@@YAHHH@Z (int __cdecl add(int,int))
035 00000000 SECT6  notype ()    External     | ?add@@YAHHHH@Z (int __cdecl add(int,int,int))

编译器得到的这两个函数的标识是不一样的

重载函数的本质是两个不同的函数

3、重载与指针

分析下面的函数将保存哪个函数的地址

int func(int x)
{
    return x;
}

int func(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int func(const char* s)
{
    return strlen(s);
}

typedef int(*PFUNC)(int a);
int c = 0;
PFUNC p = func;
c = p(1);

函数重载遇上函数指针，将重载函数名赋值给函数指针时：

• 根据重载规则挑选与函数指针参数列表一致的候选者
• 严格匹配候选者的函数类型与函数指针的函数类型

注意：函数类型包括了返回值类型

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int func(int x)
{
    return x;
}

int func(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int func(const char* s)
{
    return strlen(s);
}

typedef int(*PFUNC)(int a);			// 定义了一个函数指针
// typedef void(*PFUNC)(int a);		// 返回值类型不匹配
// typedef double(*PFUNC)(int a);	// 返回值类型不匹配
int main(int argc, char *argv[])
{
    int c = 0;

    PFUNC p = func;	
        
    c = p(1);   
    
    printf("c = %d
", c);

    return 0;
}

注意：

• 函数重载必然发生在同一个作用域中
• 编译器需要用参数列表或函数类型进行函数选择
• 无法直接通过函数名得到重载函数的入口地址

函数指针的时候采用匹配函数类型的方式进行选择

#include <stdio.h>

int add(int a, int b)  // int(int, int)
{
    return a + b;
}

int add(int a, int b, int c) // int(int, int, int)
{
    return a + b + c;
}

int main()
{
    // printf("%p
", add);	// 直接打印函数名地址，无法匹配函数
    
    printf("%p
", (int(*)(int, int))add);	// 这其实是一个强制类型转换，转换成了一个函数指针类型，就会进行严格的函数类型匹配
    printf("%p
", (int(*)(int, int, int))add);

    return 0;
}

4、C++和C相互调用

实际工程中C++和C代码相互调用是不可避免地，C++编译器能够兼容C语言的编译方式，但是会优先使用C++编译器，extern关键字能强制让C++编译器进行C方式的编译

extern "C"
{
    // do C-style compilation here
}

extern "c"只是针对C++来说的，C语言中不支持

怎么样保证C代码无论在C++还是C代码中，都是用C编译器编译

__cplusplus是C++编译器内置的标准宏定义

__cplusplus的意义：确保C代码以统一的C方式被编译成目标文件

这个宏可以用来测试当前的编译器是否是C++编译器，而C语言内部没有这个宏

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif

// C-Style compilation
    
#ifdef __cplusplus
}
#endif

在c代码中也是可以调用C++代码的

注意：

• C++编译器不能以C的方式编译重载函数
• 编译方式决定函数名被编译后的目标名
  • C++编译方式将(color{Red}{函数名})和(color{Red}{参数列表})编译成目标名
  • C编译方式只将(color{Red}{函数名})作为目标名进行编译

5、小结

函数重载是C++对C的一个重要升级

函数重载通过函数参数列表区分不同的同名函数

extern关键字能够实现C和C++的相互调用

编译方式决定符号表中的函数名的最终目标名