【C++】函数重载

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📌函数重载的定义

📌函数重载的三种类型

🎏参数个数不同

🎏参数类型不同

🎏参数类型顺序不同

📌重载函数调用歧义

📌函数重载的原理

结语

📌函数重载的定义

重载函数是函数的一种特殊情况，为方便使用，C++允许在同一范围中声明几个功能类似的同名函数，但是这些同名函数的形式参数（指参数的个数、类型或者顺序）必须不同，也就是说用同一个函数完成不同的功能。这就是重载函数。重载函数常用来实现功能类似而所处理的数据类型不同的问题。不能只有函数返回值类型不同。

📌函数重载的三种类型

        两个重载函数必须在下列一个或多个方面有所区别：

函数的参数个数不同。
函数的参数类型不同。
参数类型顺序不同。

        C++的这种编程机制给编程者极大的方便，不需要为功能相似、参数不同的函数选用不同的函数名，也增强了程序的可读性。
        C++运算符重载的相关规定如下：

不能改变运算符的优先级；
不能改变运算符的结合型；
默认参数不能和重载的运算符一起使用；
不能改变运算符的操作数的个数；
不能创建新的运算符，只有已有运算符可以被重载；
运算符作用于C++内部提供的数据类型时，原来含义保持不变。

下面我们举几个函数重载的例子:

🎏参数个数不同

如下,我们创建两个同名函数f(),其中第一个函数不需要参数,第二个函数需要一个整形作为参数,因为这两个函数参数个数不同,因此构成函数重载:
#include<iostream>
using namespace std;// 1、参数个数不同
void f()
{cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{cout << "f(int a)=" << a <<endl;
}int main()
{f();f(10);return 0;
}

在主函数中调用f()函数,但给它们传不同的参数,运行程序,查看结果:

可以看到,因为在主函数调用f()函数时,我们分别给f()函数传0个参数和一个整形参数,因为构成函数重载,所以这两条语句分别调用执行了不同的函数.

🎏参数类型不同

如下,我们创建两个同名函数Add(),其中第一个函数需要两个整形作为参数,第二个函数需要两个双精度浮点数作为参数,因为这两个函数参数类型不同,因此构成函数重载:
#include<iostream>
using namespace std;// 2、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{cout << "int Add(int left, int right)=" << left+right << endl;return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{cout << "double Add(double left, double right)=" << left + right << endl;return left + right;
}int main()
{Add(10, 20);Add(10.1, 20.2);return 0;
}

在主函数中调用Add()函数,但给它们传不同的参数,运行程序,查看结果:

可以看到,因为在主函数调用Add()函数时,我们分别给Add()函数传两个整形参数和两个双精度浮点型做为参数,因为构成函数重载,所以这两条语句分别调用执行了不同的函数.

🎏参数类型顺序不同

如下,我们创建两个同名函数f(),其中第一个函数第一个参数是整形,第二个参数是字符型,第二个函数第一个参数是字符型,第二个参数是整形,因为这两个函数参数类型顺序不同,因此构成函数重载:
#include<iostream>
using namespace std;// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{cout << "f(int a,char b) = " << a << b << endl;
}
void f(char b, int a)
{cout << "f(char b,int a) = " << b << a << endl;
}
int main()
{f(10, 'a');f('a', 10);return 0;
}

在主函数中调用f()函数,但给它们传不同的参数,运行程序,查看结果:

可以看到,因为在主函数调用f()函数时,我们分别给f()函数传第一个参数是整形,第二个参数是字符型以及第一个参数是字符型,第二个参数是整形做为参数,因为构成函数重载,所以这两条语句分别调用执行了不同的函数.

📌重载函数调用歧义

在之前,我们一起学习过C++中缺省参数的概念:【C++】缺省参数(默认参数),而在使用缺省参数构成重载函数时,要特别注意其是否会引起以下函数调用歧义的情况:
#include<iostream>
using namespace std;//重载缺省参数函数调用歧义
void f()
{cout << "f()" << endl;
}
void f(int a = 10)
{cout << "f(int a)=" << a <<endl;
}
int main()
{f();return 0;
}
        当我们仅仅是构建上述两个函数而不调用它们时,这两个函数确实是构成函数重载的,如下,编译是可以正常通过的:

        而当我们一旦像下面这样调用函数时,则会导致其出现函数调用歧义:

        这是由于编译器无法判断到底应该调用哪个函数的原因。

📌函数重载的原理

要知道函数重载的原理,我们首先要理解C程序运行的过程:

编译链接过程:

        了解了编译链接的过程,我们可以发现,将函数调用部分和函数定义部分连接在一起的是链接的过程,而链接时，面对f()函数，链接接器会使用哪个名字去找呢？这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则。
        如下是windows环境下vs2022中的函数名修饰后的函数名:

        具体的windows下vs对函数名修饰规则细节如下图:

通过这里我们就可以理解C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修饰规则来区分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。
但需要注意的是,如果两个函数函数名和参数是一样的，返回值不同是不构成重载的，因为调用时编译器没办法区分。