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C++ 函式過載 詳解

在實際開發中,有時候我們需要實現幾個功能類似的函式,只是有些細節不同。例如希望交換兩個變數的值,這兩個變數有多種型別,可以是 int、float、char、bool 等,我們需要通過引數把變數的地址傳入函式內部。在C語言中,程式設計師往往需要分別設計出三個不同名的函式,其函式原型與下面類似:
  1. void swap1(int *a, int *b); //交換 int 變數的值
  2. void swap2(float *a, float *b); //交換 float 變數的值
  3. void swap3(char *a, char *b); //交換 char 變數的值
  4. void swap4(bool *
    a, bool *b); //交換 bool 變數的值
但在C++中,這完全沒有必要。C++ 允許多個函式擁有相同的名字,只要它們的引數列表不同就可以,這就是函式的過載(Function Overloading)。藉助過載,一個函式名可以有多種用途。

引數列表又叫引數簽名,包括引數的型別、引數的個數和引數的順序,只要有一個不同就叫做引數列表不同。

【示例】藉助函式過載交換不同型別的變數的值:
  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. //交換 int 變數的值
  4. void Swap(int *a, int *b){
  5. int temp = *
    a;
  6. *a = *b;
  7. *b = temp;
  8. }
  9. //交換 float 變數的值
  10. void Swap(float *a, float *b){
  11. float temp = *a;
  12. *a = *b;
  13. *b = temp;
  14. }
  15. //交換 char 變數的值
  16. void Swap(char *a, char *b){
  17. char temp = *a;
  18. *a = *b;
  19. *b = temp;
  20. }
  21. //交換 bool 變數的值
  22. void Swap(bool *a, bool *b){
  23. char temp = *a;
  24. *a = *b;
  25. *b = temp;
  26. }
  27. int main()
    {
  28. //交換 int 變數的值
  29. int n1 = 100, n2 = 200;
  30. Swap(&n1, &n2);
  31. cout<<n1<<", "<<n2<<endl;
  32. //交換 float 變數的值
  33. float f1 = 12.5, f2 = 56.93;
  34. Swap(&f1, &f2);
  35. cout<<f1<<", "<<f2<<endl;
  36. //交換 char 變數的值
  37. char c1 = 'A', c2 = 'B';
  38. Swap(&c1, &c2);
  39. cout<<c1<<", "<<c2<<endl;
  40. //交換 bool 變數的值
  41. bool b1 = false, b2 = true;
  42. Swap(&b1, &b2);
  43. cout<<b1<<", "<<b2<<endl;
  44. return 0;
  45. }
執行結果:
200, 100
56.93, 12.5
B, A
1, 0

本例之所以使用Swap這個函式名,而不是使用swap,是因為 C++ 標準庫已經提供了交換兩個變數的值的函式,它的名字就是swap,位於algorithm標頭檔案中,為了避免和標準庫中的swap衝突,本例特地將S大寫。

既然標準庫已經提供了 swap() 函式,本例為何又要自己實現一遍呢,這不是費力不討好嗎?交換兩個變數的值是一個經典且實用的函式過載案例,本例這樣做僅僅是為了教學演示,並不是要替代標準庫中的 swap(),讀者在以後的編碼過程中也應該堅持使用標準庫中的 swap()。

通過本例可以發現,過載就是在一個作用範圍內(同一個類、同一個名稱空間等)有多個名稱相同但引數不同的函式。過載的結果是讓一個函式名擁有了多種用途,使得命名更加方便(在中大型專案中,給變數、函式、類起名字是一件讓人苦惱的問題),呼叫更加靈活。

在使用過載函式時,同名函式的功能應當相同或相近,不要用同一函式名去實現完全不相干的功能,雖然程式也能執行,但可讀性不好,使人覺得莫名其妙。

注意,引數列表不同包括引數的個數不同、型別不同或順序不同,僅僅引數名稱不同是不可以的。函式返回值也不能作為過載的依據。

函式的過載的規則:
  • 函式名稱必須相同。
  • 引數列表必須不同(個數不同、型別不同、引數排列順序不同等)。
  • 函式的返回型別可以相同也可以不相同。
  • 僅僅返回型別不同不足以成為函式的過載。

C++ 是如何做到函式過載的

C++程式碼在編譯時會根據引數列表對函式進行重新命名,例如void Swap(int a, int b)會被重新命名為_Swap_int_intvoid Swap(float x, float y)會被重新命名為_Swap_float_float。當發生函式呼叫時,編譯器會根據傳入的實參去逐個匹配,以選擇對應的函式,如果匹配失敗,編譯器就會報錯,這叫做過載決議(Overload Resolution
不同的編譯器有不同的重新命名方式,這裡僅僅舉例說明,實際情況可能並非如此。
從這個角度講,函式過載僅僅是語法層面的,本質上它們還是不同的函式,佔用不同的記憶體,入口地址也不一樣