一、函數(shù)重載分析（上）

1.1 重載的定義

定義：同一個(gè)標(biāo)識(shí)符在不同的上下文有不同的意義

1.2 函數(shù)重載的定義

• 用同一個(gè)函數(shù)名定義不同的函數(shù)
• 當(dāng)函數(shù)名和不同的參數(shù)搭配時(shí)函數(shù)的含義不同

如下：

下面看一段代碼，感受一下：

#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);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("%d\n", func(3));
    printf("%d\n", func(4, 5));
    printf("%d\n", func("D.T.Software"));
    return 0;
}

下面為輸出結(jié)果：

1.3 函數(shù)重載需要滿足的條件

函數(shù)重載至少滿足下面的一個(gè)條件:

• 參數(shù)個(gè)數(shù)不同
• 參數(shù)類型不同
• 參數(shù)順序不同

下圖所示就是參數(shù)的順序不同：

下面看一個(gè)函數(shù)默認(rèn)參數(shù)遇上函數(shù)重載的實(shí)例程序：

#include <stdio.h>
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 argc, char *argv[])
{
    int c = func(1, 2);
    return 0;
}

下面為輸出結(jié)果：

編譯報(bào)錯(cuò)，因?yàn)槟＠鈨煽伞Ｈ绻f(shuō)調(diào)用第一個(gè)函數(shù)說(shuō)的過(guò)去，因?yàn)榉虾瘮?shù)默認(rèn)參數(shù)規(guī)則，c 的值已經(jīng)確定；調(diào)用第二個(gè)函數(shù)也符合常理，所以編譯不會(huì)通過(guò)。

1.4 編譯器調(diào)用重載函數(shù)的準(zhǔn)則

將所有同名函數(shù)作為候選者

嘗試尋找可行的候選函數(shù)

• 精確匹配實(shí)參
• 通過(guò)默認(rèn)參數(shù)能夠匹配實(shí)參
• 通過(guò)默認(rèn)類型轉(zhuǎn)換匹配實(shí)參

匹配失敗

• 最終尋找到的候選函數(shù)不唯一，則出現(xiàn)二義性，編譯失敗。
• 無(wú)法匹配所有候選者，函數(shù)未定義，編譯失敗。

1.5 函數(shù)重載的注意事項(xiàng)

• 重載函數(shù)在本質(zhì)上是相互獨(dú)立的不同函數(shù)
• 重載函數(shù)的函數(shù)類型不同
• 函數(shù)返回值不能作為函數(shù)重載的依據(jù)

函數(shù)重載是由函數(shù)名和參數(shù)列表決定的！?。?/p>

函數(shù)重載的本質(zhì)是什么？下面通過(guò)一段代碼深入分析，編譯環(huán)境為VS2012。

#include "stdafx.h"
#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\n", (int(*)(int, int))add);
    printf("%p\n", (int(*)(int, int, int))add);
    return 0;
}

由C語(yǔ)言的知識(shí)可以知道，函數(shù)名就是函數(shù)的入口地址，所以輸出結(jié)果如下：

可以看到，兩個(gè) add() 函數(shù)的入口地址不一樣，所以這兩個(gè) add 是兩個(gè)不同的函數(shù)。

編譯器是如何看待這兩個(gè) add() 函數(shù)的呢？下面來(lái)深入分析。先看一下編譯器產(chǎn)生的中間結(jié)果，在Test -> Debug -> Test.obj 文件中。

然后使用VS2012里面自帶的命令行工具查看 Test.obj 里面有什么東西。

上圖示為VS2012 命令行所在位置

輸入 dumpbin，如下：

這里只需要關(guān)系 SYMBOLS（符號(hào)表），符號(hào)表就是編譯器在編譯過(guò)程中根據(jù)源代碼所生成的一張表，這張表有程序的函數(shù)名變量等等。

輸入以下命令，其中 /symbols 后面為 Test.obj 所在的位置。

找到下面的地方，可以看到編譯器編譯 (int __cdecl add(int,int)) 時(shí)標(biāo)識(shí)符為?add@@YAHHH@Z；而編譯器編譯(int __cdecl add(int,int,int)) 時(shí)標(biāo)識(shí)符為?add@@YAHHHH@Z ，也就是說(shuō)編譯器在編譯這兩個(gè)函數(shù)時(shí)已經(jīng)把這兩個(gè)函數(shù)分別對(duì)待，盡管它們名字一樣，所以兩個(gè) add() 函數(shù)的入口地址不一樣，這就很好理解了。

1.6 小結(jié)

• 函數(shù)重載是 C++ 中引入的概念
• 函數(shù)重載用于模擬自然語(yǔ)言中的詞匯搭配
• 函數(shù)重載使得 C++ 具有更豐富的語(yǔ)義表達(dá)能力
• 函數(shù)重載的本質(zhì)為相互獨(dú)立的不同函數(shù)
• C++ 中通過(guò)函數(shù)名和函數(shù)參數(shù)確定函數(shù)調(diào)用

二、函數(shù)重載分析（下）

2.1 函數(shù)重載遇上函數(shù)指針

將重載函數(shù)名賦值給函數(shù)指針時(shí)

• 根據(jù)重載規(guī)則挑選與函數(shù)指針參數(shù)列表一致的候選者
• 嚴(yán)格匹配候選者的函數(shù)類型與函數(shù)指針的函數(shù)類型

下面看一段代碼：

#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);
int main(int argc, char *argv[])
{
    int c = 0;
    PFUNC p = func;
    c = p(1);   
    printf("c = %d\n", c);
    return 0;
}

下面為輸出結(jié)果：

這也就是前面說(shuō)的通過(guò)函數(shù)指針?biāo)赶虻暮瘮?shù)類型參數(shù)列表來(lái)進(jìn)行選擇。

注意事項(xiàng)

• 函數(shù)重載必然發(fā)生在同一個(gè)作用域中
• 編譯器需要用參數(shù)列表或函數(shù)類型進(jìn)行函數(shù)選擇
• 無(wú)法直接通過(guò)函數(shù)名得到重載函數(shù)的入口地址（可以通過(guò)指針來(lái)獲取）

如下，這段代碼想通過(guò)函數(shù)名獲取重載函數(shù)的入口地址：

#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\n", add);
    printf("%p\n", add);
    return 0;
}

編譯的時(shí)候會(huì)報(bào)錯(cuò)，無(wú)法確定是哪個(gè)函數(shù)。

2.2 C++和C的相互調(diào)用

• 實(shí)際工程中C++和C代碼相互調(diào)用是不可避免的
• C++編譯器能夠兼容C語(yǔ)言的編譯方式
• C++編譯器會(huì)優(yōu)先使用C++編譯的方式
• extern 關(guān)鍵字能強(qiáng)制讓C++編譯器進(jìn)行C方式的編譯

如下：

在 Linux環(huán)境下新建一個(gè) 9-2 文件夾，先在文件夾下新建 add.c 和 add.h 文件，如下：

add.c ：

#include "add.h"
int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

add.h ：

int add(int a, int b);

通過(guò) linux 命令 cd 進(jìn)入 9-2 文件夾，再將 add.c 轉(zhuǎn)換成 add.o 文件，如下所示：

然后在 9-2 文件夾下建一個(gè) main.cpp 文件，如下：

mian.cpp :

#include <stdio.h>
#include "add.h"
int main()
{
    int c = add(1,2);
    printf("c = %d\n", c);
    return 0;
}   

對(duì)程序進(jìn)行編譯，發(fā)現(xiàn)程序報(bào)錯(cuò)，沒(méi)有定義 add() 函數(shù)，但是函數(shù)確實(shí)已經(jīng)定義了，可以使用 linux 中的 nm 指令查看 add.o 里面的信息，打印出來(lái)的就是符號(hào)表信息，可以看到確實(shí)有 add 。

這個(gè)時(shí)候就需要使用 extern關(guān)鍵字強(qiáng)制讓C++編譯器進(jìn)行C方式的編譯，所以 main.cpp就要修改成這樣：

#include <stdio.h>
extern "C"
{
  #include "add.h"  
}
int main()
{
    int c = add(1,2);
    printf("c = %d\n", c);
    return 0;
}   

這樣編譯就能通過(guò)了：

如果在 9-2 文件中新建一個(gè) main.c 文件，main.c 里面的代碼 與 main.cpp 中的相同。

進(jìn)行編譯，發(fā)現(xiàn)會(huì)報(bào)錯(cuò)誤，因?yàn)?extern 關(guān)鍵詞寫(xiě)法是 C++ 中的， C語(yǔ)言不支持該寫(xiě)法。那有沒(méi)有一種寫(xiě)法既能被 C語(yǔ)言編譯通過(guò)，又能讓 C++編譯通過(guò)呢？且看下面。

2.3 使得C代碼只會(huì)以C的方式被編譯的解決方案

• _cplusplus 是C+＋編譯器內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)宏定義
• _cplusplus 的意義是確保C代碼以統(tǒng)一的C方式被編譯成目標(biāo)文件

如下：

所以上述代碼可以寫(xiě)作，main.c和 main.cpp 均為：

#include <stdio.h>
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#include "add.h"
#ifdef __cplusplus
}
#endif
int main()
{
    int c = add(1, 2);
    printf("c = %d\n", c);
    return 0;
}

這樣程序在 C語(yǔ)言和 C++ 的編譯環(huán)境下均能通過(guò)，如下：

注意事項(xiàng)

C++編譯器不能以C的方式編譯重載函數(shù)

編譯方式?jīng)Q定函數(shù)名被編譯后的目標(biāo)名

• C++編譯方式將函數(shù)名和參數(shù)列表編譯成目標(biāo)名
• C 編譯方式只將函數(shù)名作為目標(biāo)名進(jìn)行編譯

下面通過(guò)一個(gè)例子說(shuō)明一下：

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;
}

將該代碼編譯成目標(biāo)文件，取名為 test.oo，然后通過(guò) linux 中的 nm 命令查看 test.oo 中的東西，可以看到 test 符號(hào)表里面有兩個(gè)東西 T _Z3addii 和T _Z3addiii，這就是 add 函數(shù)被編譯過(guò)后的目標(biāo)函數(shù)名，ii 表示兩個(gè)參數(shù)， iii 表示三個(gè)參數(shù)。

如果采用 C 方式編譯重載函數(shù)，代碼如下：

extern "C"
{
    int add(int a, int b)  // ==>add
    {
        return a + b;
    }
    int add(int a, int b, int c) // ==>add
    {
        return a + b + c;
    }
}

下面為編譯結(jié)果，可以看到編譯報(bào)錯(cuò)，說(shuō)兩個(gè) add() 函數(shù)沖突了。

2.4 小結(jié)

• 函數(shù)重載是 C++ 對(duì) C 的一個(gè)重要升級(jí)
• 函數(shù)重載通過(guò)函數(shù)參數(shù)列表區(qū)分不同的同名函數(shù)
• extern 關(guān)鍵字能夠?qū)崿F(xiàn) C 和 C++的相互調(diào)用
• 編譯方式?jīng)Q定符號(hào)表中的函數(shù)名的最終目標(biāo)名

到此這篇關(guān)于C++超詳細(xì)分析函數(shù)重載的使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++函數(shù)重載內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評(píng)論