C++中的函数重载及进阶学习

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gaosmile 发布时间：2020-8-10 22:17

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一、C++中的函数重载：

1、函数重载的概念：

用同一个函数名定义不同的函数
当函数名和不同的参数搭配时函数的含义不同
注意：在c语言中是没有函数重载这个概念的。
) ]' e0 n+ X+ I7 i. A( L8 E

代码示例演示：

#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()
{

return 0;

}

上面在c++编译器里面编译时没有问题的，如果放在c语言编译器里面编译是会报错的：

root@txp-virtual-machine:/home/txp# gcc test5.c
test5.c:8:5: error: conflicting types for ‘func’
int func(int a, int b)
   ^
test5.c:3:5: note: previous definition of ‘func’ was here
int func(int x)
   ^
test5.c:13:5: error: conflicting types for ‘func’
int func(const char* s)
   ^
test5.c:3:5: note: previous definition of ‘func’ was here
int func(int x)

所以说c语言里面不支持函数重载。

2、函数重载至少要满足下面的一个条件：

参数个数不同
参数类型不同
参数顺序不同

1 v4 i+ U9 Q5 z% }" G

比如下面两个函数可以构造重载函数吗？

int func (int a,const char* s)
{
return a;
}

int func(const char*s,int a)
{
return strlen(s)
}

答案肯定是可以构造重载函数的，读者可以自己试试（这个比较好理解）。

3、当函数默认参数遇上函数重载会发生什么？

例如下面的两个函数：

int func(int a, int b, int c =0)
{
return a*b*c;
}
int func(int a, int b)
{
return a+b;
}

到底会发生啥，我们还是看下面这个实验：

#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;
}

运行结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp# g++ test5.cpp
test5.cpp: In function ‘int main(int, char**)’:
test5.cpp:16:22: error: call of overloaded ‘func(int, int)’ is ambiguous
   int c = func(1, 2);
                  ^
test5.cpp:16:22: note: candidates are:
test5.cpp:3:5: note: int func(int, int, int)
int func(int a, int b, int c = 0)
   ^
test5.cpp:8:5: note: int func(int, int)
int func(int a, int b)

从上面报错的结果里面有一个单词ambiguous（意思是梦棱两可的），也就是说默认参数这种使用时不允许的。

4、C++编译器调用重载函数的准则：

将所有同名函数作为候选者
尝试寻找可行的候选函数：
精确匹配实参

: Z# j' ^/ _/ z) W

通过默认参数能够匹配实参

通过默认类型转换匹配实参

匹配失败：

' `6 V7 Z2 ?; T5 w& C/ s

最终寻找到的候选函数不唯一，则出现二义性，编译失败

无法匹配所有候选者，函数未定义编译失败

5、函数重载的注意事项：

重载函数在本质上是相互独立的不同函数
重载函数的函数类型不同
函数返回值不能作为函数重载的依据
函数重载是由函数名和参数列表决定的

3 U' }! e$ X) n* s

代码测试：

#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;
}

运行结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp# ./a.out
0x40052d
0x400541

从输出结果我们可以看出这两个函数的入口地址不一样，这表明这两个函数是不同的函数。

6、小结：

函数重载是c++中引入的概念
函数重载的本质是相互独立的不同函数
c++中通过函数名和函数参数确定函数调用
5 v9 l& b9 t( Z- Q

二、重载函数进阶学习

1、重载与指针：

下面的函数指针将保存哪个函数的地址？

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 c =0;

PFUNC p = func;

c = p(2)//到底选择哪个func函数

函数重载遇上函数指针：

将函数名赋值给函数指针时
根据重载规则跳线与函数指针参数列表一致的候选者
严格匹配候选者的函数类型与函数指针的函数类型

6 z" X% Z) ? C

代码试验：

#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(2);
   printf("c=%d\n",c);
   return 0;
}

输出结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp# ./a.out
c=2

从输出结果来看，很明显调用了第一个func函数。

2、注意：

函数重载必然发生在同一个作用域中
编译器需要用参数列表或者函数类型进行函数选择（也就是说碰到指针，要注意函数类型了）

+ I2 u: u7 a' `9 p+ O! r. `

无法直接通过函数名得到重载函数的入口地址，这里还是通过上面的例子演示一下：

#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;
}

输出结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp# g++ test5.cpp
test5.cpp: In function ‘int main()’:
test5.cpp:15:23: error: overloaded function with no contextual type information
   printf("%p\n", add);
                     ^
test5.cpp:16:23: error: overloaded function with no contextual type information
   printf("%p\n", add);

三、C++和C相互调用：

实际工程中C++和c代码相互调用是不可避免的
c++编译器能够兼容c语言的编译方式
c++编译器会优先使用c++编译的方式

" s! ]5 S! L8 u$ k' `

extern关键字能够强制让C++编译器进行c方式的编译：

extern "c"
{

}

1、下面进行一个c++中调用c函数，这里我在当前创建三个文件：add.c 、add.h 、main.cpp。内容分别如下：

add.c内容:

#include "add.h"
int add(int a, int b)

{

return a + b;

}

add.h内容：

int add(int a, int b);

然后我用gcc编译编译生成add.o文件：

root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# vim add.c
root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# vim add.h
root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# gcc -c add.c -o add.o
root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# ls
add.c add.h add.o

然后main.cpp里面调用add.c

#include <stdio.h>
int main()
{
int c = add(1, 2);

printf("c = %d\n", c);

return 0;
}

输出结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# g++ main.cpp add.o
/tmp/ccqz3abQ.o: In function `main':
main.cpp

.text+0x13): undefined reference to `add(int, int)'
collect2: error: ld returned 1 exit status

结果显示找不到这个函数，为了能够在c++里面调用c语言里面的函数，我们就要使用刚才上面讲的第四点了；这里我们先用nm命令来查看一下add.o文件里面是否生成符号表（有生成）：

root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# nm add.o
0000000000000000 T add

解决方法，main.cpp改成：

#include <stdio.h>

extern "c"
{
#include "add.h"

}

int main()
{
int c = add(1, 2);

printf("c = %d\n", c);

return 0;
}

输出结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# ./a.out
c = 3

2、c中如何调用c++函数：

这里我把main.cpp的内容改成：

extern "C"
{
int add(int a, int b);

}

int add(int a, int b)
{
return a+b;
}

编译输出：

root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# g++ -c main.cpp -o test.o
root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# nm -s test.o
0000000000000000 T add

add.c文件内容改成：

#include <stdio.h>
int main()
{
   int c =0;
   c = add(2,3);
   printf("c=%d\n",c);
   return 0;
}

输出结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# gcc add.c test.o
root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# ./a.out
c=5

3、如何保证一段c代码只会以c的方式被编译？

解决方法如下：

__cplusplus是c++编译器内置的标准宏定义
__cplusplus的意义，确保c代码以统一的c方式被编译成目标文件
3 G* g! I$ I& f) z8 u6 A, I

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif

#ifdef __cplusplus
}
#endif

这里把main.cpp改成：

#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;
}

输出结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# g++ main.cpp add.o
root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# ./a.out
c = 3

4、注意事项

C++编译器不能以c的方式编译重载函数
编译方式决定函数名被编译后的目标名
c++编译方式将函数名和参数列表编译成目标名，这里举个例子main.cpp：
; T$ z- W/ `+ g% M

int add(int a, int b)
{
return a+b;
}

int add(int a, int b , int c)
{
return a+b+c;
}

编译输出：

root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# g++ -c main.cpp -o test.oo
root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# nm test.oo
0000000000000000 T _Z3addii
0000000000000014 T _Z3addiii

说明ii表示两个参数，iii表示三个参数

c编译方式只将函数名作为目标名进行编译，这里还是以main.cpp为例：
. u% I/ i* A P) m; K: D: e6 [

extern "C"
{
int add(int a, int b)
  {
   return a+b;
  }

  int add(int a, int b , int c)
{
   return a+b+c;
}
}

输出结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp/add# g++ -c main.cpp -o test.oo
main.cpp: In function ‘int add(int, int, int)’:
main.cpp:8:29: error: declaration of C function ‘int add(int, int, int)’ conflicts with
int add(int a, int b , int c)
^
main.cpp:3:5: error: previous declaration ‘int add(int, int)’ here
int add(int a, int b)

目标名起冲突所以报错。

5、小结：