C++ 函数重载

2023-08-23
四川
本文字数：1767 字
阅读完需：约 6 分钟

在实际开发中，有时候我们需要实现几个功能类似的函数，只是有些细节不同。例如希望交换两个变量的值，这两个变量有多种类型，可以是 int、float、char、bool 等，我们需要通过参数把变量的地址传入函数内部。在 C 语言中，程序员往往需要分别设计出三个不同名的函数，其函数原型与下面类似：

    void swap1(int *a, int *b);      //交换 int 变量的值    void swap2(float *a, float *b);  //交换 float 变量的值    void swap3(char *a, char *b);    //交换 char 变量的值    void swap4(bool *a, bool *b);    //交换 bool 变量的值

复制代码

但在C++中，这完全没有必要。C++ 允许多个函数拥有相同的名字，只要它们的参数列表不同就可以，这就是函数的重载（Function Overloading）。

借助重载，一个函数名可以有多种用途。参数列表又叫参数签名，包括参数的类型、参数的个数和参数的顺序，只要有一个不同就叫做参数列表不同。

【示例】借助函数重载交换不同类型的变量的值：

    #include <iostream>    using namespace std;    //交换 int 变量的值    void Swap(int *a, int *b){        int temp = *a;        *a = *b;        *b = temp;    }    //交换 float 变量的值    void Swap(float *a, float *b){        float temp = *a;        *a = *b;        *b = temp;    }    //交换 char 变量的值    void Swap(char *a, char *b){        char temp = *a;        *a = *b;        *b = temp;    }    //交换 bool 变量的值    void Swap(bool *a, bool *b){        char temp = *a;        *a = *b;        *b = temp;    }    int main(){        //交换 int 变量的值        int n1 = 100, n2 = 200;        Swap(&n1, &n2);        cout<<n1<<", "<<n2<<endl;               //交换 float 变量的值        float f1 = 12.5, f2 = 56.93;        Swap(&f1, &f2);        cout<<f1<<", "<<f2<<endl;               //交换 char 变量的值        char c1 = 'A', c2 = 'B';        Swap(&c1, &c2);        cout<<c1<<", "<<c2<<endl;               //交换 bool 变量的值        bool b1 = false, b2 = true;        Swap(&b1, &b2);        cout<<b1<<", "<<b2<<endl;        return 0;    }

复制代码

运行结果：200, 10056.93, 12.5B, A1, 0

本例之所以使用Swap这个函数名，而不是使用swap，是因为 C++ 标准库已经提供了交换两个变量的值的函数，它的名字就是swap，位于algorithm头文件中，为了避免和标准库中的swap冲突，本例特地将S大写。

既然标准库已经提供了 swap() 函数，本例为何又要自己实现一遍呢，这不是费力不讨好吗？交换两个变量的值是一个经典且实用的函数重载案例，本例这样做仅仅是为了教学演示，并不是要替代标准库中的 swap()，读者在以后的编码过程中也应该坚持使用标准库中的 swap()。

通过本例可以发现，重载就是在一个作用范围内（同一个类、同一个命名空间等）有多个名称相同但参数不同的函数。重载的结果是让一个函数名拥有了多种用途，使得命名更加方便（在中大型项目中，给变量、函数、类起名字是一件让人苦恼的问题），调用更加灵活。

在使用重载函数时，同名函数的功能应当相同或相近，不要用同一函数名去实现完全不相干的功能，虽然程序也能运行，但可读性不好，使人觉得莫名其妙。

注意，参数列表不同包括参数的个数不同、类型不同或顺序不同，仅仅参数名称不同是不可以的。函数返回值也不能作为重载的依据。

函数的重载的规则：

函数名称必须相同。参数列表必须不同（个数不同、类型不同、参数排列顺序不同等）。函数的返回类型可以相同也可以不相同。仅仅返回类型不同不足以成为函数的重载。

复制代码

C++ 是如何做到函数重载的

C++代码在编译时会根据参数列表对函数进行重命名，例如void Swap(int a, int b)会被重命名为_Swap_int_int，void Swap(float x, float y)会被重命名为_Swap_float_float。当发生函数调用时，编译器会根据传入的实参去逐个匹配，以选择对应的函数，如果匹配失败，编译器就会报错，这叫做重载决议（Overload Resolution）。