c++总复习

1. 什么是函数重载？

函数重载（Function Overloading）是指在同一个作用域内，可以定义多个同名函数，但是这些同名函数的参数列表必须不同（参数个数、参数类型或者参数顺序不同），函数的返回类型可以相同也可以不同。当调用这个同名函数时，编译器会根据传入的实际参数情况来自动判别应该调用哪一个具体的函数，从而实现不同的功能。

以下是一个 C++ 中函数重载的简单示例：

#include <iostream>// 函数重载示例
void print(int num) {std::cout << "整数: " << num << std::endl;
}void print(double num) {std::cout << "小数: " << num << std::endl;
}void print(const char* str) {std::cout << "字符串: " << str << std::endl;
}int main() {print(10);print(3.14);print("Hello World");return 0;
}

在上述示例中，定义了三个同名函数print，它们分别接受整数、小数和字符串作为参数，通过这种方式，在不同的需求场景下可以使用同一个函数名来实现不同类型数据的输出操作，使得代码在一定程度上更加简洁和易于理解。

2. 函数重载的实现原理是什么？

函数重载的实现原理主要涉及到编译器在编译阶段的处理过程，具体如下：

名字修饰（Name Mangling）：

不同的编程语言实现函数重载的方式可能略有不同，但大多数采用了名字修饰的机制。在 C++ 等语言中，当编译器遇到函数重载的情况时，它并不会简单地按照函数的原始名称来处理，而是会对函数的名称进行一种特殊的变换，这个过程称为名字修饰。

例如，对于上述示例中的三个print函数，编译器在编译时可能会根据函数的参数类型、参数个数等信息对函数名进行修饰，使得每个函数都有一个独一无二的、经过修饰后的名称。具体来说，可能会把print(int)函数修饰成类似于_Z5printi的形式（这里只是示意，实际的修饰规则因编译器而异），把print(double)函数修饰成_Z5printd，把print(const char* str)函数修饰成_Z5printPKc等等。

这样做的目的是，当在程序中调用print函数时，编译器可以根据传入的实际参数类型准确地判断出应该调用哪一个经过修饰后的具体函数，而不会出现混淆。

函数匹配（Function Matching）：

当程序在调用重载函数时，编译器会按照一定的规则来进行函数匹配，以确定应该调用哪一个具体的函数。这个过程主要包括以下几个步骤：

精确匹配（Exact Matching）：首先，编译器会寻找与传入的实际参数在参数类型、参数个数和参数顺序上完全一致的函数。如果能找到这样的函数，那么就会调用这个函数。例如，在上面的示例中，如果调用print(10)，编译器会首先寻找接受整数类型且参数个数为 1 的函数，显然print(int)函数符合要求，所以就会调用它。
提升匹配（Promotion Matching）：如果没有找到精确匹配的函数，编译器会考虑参数类型的提升情况。比如，对于一些基本类型，在某些情况下会进行类型提升，如char类型可能会提升为int类型等。如果经过类型提升后能找到匹配的函数，那么就会调用这个函数。
标准转换匹配（Standard Conversion Matching）：如果提升匹配也失败了，编译器会考虑标准转换的情况。例如，将int类型转换为double类型等标准转换操作。如果通过标准转换后能找到匹配的的函数，那么就会调用这个函数。
用户自定义转换匹配（User-Defined Conversion Matching）：如果前面几种匹配方式都失败了，并且程序中存在用户自定义的转换函数（比如类中定义了从一种类型转换到另一种类型的函数），那么编译器会考虑这些用户自定义转换的情况，看是否能通过这些转换找到匹配的函数。
函数模板匹配（Function Template Matching）：如果以上所有匹配方式都失败了，并且程序中存在相关的函数模板，那么编译器会考虑函数模板匹配的情况，看是否能通过应用函数模板生成一个符合要求的函数来进行调用。