C++基礎學習之函數重載的簡單介紹

2020-05-23 13:21:40

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前言

我們在平時寫代碼中會用到幾個函數但是他們的實現功能相同，但是有些細節卻不同。例如：交換兩個數的值其中包括（int, float,char,double)這些個類型。在C語言中我們是利用不同的函數名來加以區分。

void Swap1(int* a, int* b);void Swap2(float* a, float* b);void Swap3(char* a, char* b);void Swap4(double* a, double* b);

我們可以看出這樣的代碼不美觀而且給程序猿也帶來了很多的不便。于是在C++中人們提出了用一個函數名定義多個函數，也就是所謂的函數重載。

函數重載指的是一個作用域內的幾個函數名字相同但是形參列表不同。這些函數執行操作類似，但是接受的形參類型不一樣，編譯器會根據傳遞的實參類型選擇對應的函數調用。本文將簡單介紹C++中的函數重載。

定義重載函數

假設有一個計算圖形面積的函數，它可以是計算三角形，圓形或正方形的面積。函數的名字都相同，只是根據傳入的圖形類型來選擇不同的函數來計算面積，程序清單如下：

#include <iostream>using namespace std;typedef struct Triangle//定義三角形結構{ double high;//高 double baseLen;//底邊長}Triangle;typedef struct Circle //定義圓形結構{ double radius;//半徑}Circle;typedef struct Square//定義正方形結構{ double sideLen;//邊長}Square;//函數1.計算三角形面積double calcArea(const Triangle&){ cout<<"calcute triangle area"<<endl;}//函數2.計算圓形面積double calcArea(const Circle&){ cout<<"calcute circle area"<<endl; return 0;}//函數3，計算三角形面積double calcArea(const Square&){ cout<<"calcute square area"<<endl;}int main(void){ Triangle triangle; Circle circle; Square square; calcArea(triangle);//調用函數1 calcArea(circle);//調用函數2 calcArea(square);//調用函數3 return 0;}

可以看到，定義的三個函數名calcArea都相同，只是形參類型不同。當分別傳入三角形，圓形和正方形類型時，會調用對應的函數。

運行結果如下：

calcute triangle area
calcute circle area
calcute square area

可以看到，當分別傳入Triangle ，Circle，Square類型時，分別調用了對應的函數。

為什么要重載

函數重載在一定程序上可以減輕程序員起名字的負擔。最常見的一個例子就是構造函數的重載。

class Test{ public:  Test(void); // 無參構造函數  Test(int a);//構造函數  Test(int a,int b);//兩個整型參數的構造函數};

可以看到，類Test的三個構造函數名都為Test。如果沒有重載，要實現三個構造函數就可能需要三個不同的構造函數名區分，這也就增加了類的使用者的負擔，使用者需要傳入不同參數構造對象時，就需要使用不同的構造函數名稱。而有函數重載之后，類的使用者可以使用同一個函數名傳入不同的參數即可。

當然了，如果單純地為了減輕起名字的負擔而去使用函數重載，而使得函數失去了本來的信息，則是一個不明智的選擇。我們可以為那些操作確實極其相似的函數進行重載。

不能重載的情況

以下幾種情況下，是不能重載或者說是非法的。

main函數不能重載

這是在C++ 11標準中說明的：

A program shall contain a global function called main, which is the designated start of the program....
This function shall not be overloaded.

試想如果作為用戶程序入口函數的main函數被重載了，那么加載的時候該以哪個為入口呢？

只有返回值不同

例如下面兩個聲明只有返回值不同，函數名和形參都相同：

double calcArea(const Square&);int calcArea(const Square&); //非法，僅有返回值不同，不可重載/*以上聲明同時出現會報錯*/

試想一下，當你傳入Square類型參數，而不去使用返回值時，應該調用上面的哪個函數呢？

形參列表看似不同，實則相同

例如使用typedef給Triangle起了一個“別名”：

typedef Triangle MyTri;double calcArea(const Triangle&);double calcArea(const MyTri&);/*以上聲明同時出現會報錯*/

上面這種情況的形參看似不一樣，本質上來說它們并沒有什么不同。

形參名不同

例如：

double calcArea(const Circle &circle );//形參名為circledouble calcArea(const Circle& cir);//形參名為cirdouble calcArea(const Circle& );//省略形參名/*以上聲明同時出現會報錯*/

這里形參的名字僅僅是起到說明或者記憶的作用，因此對于上面三個聲明，它們的形參名可以隨意起，但不會影響形參列表的內容。

僅有頂層const的差異

例如：

double calcArea(const Circle);//函數1double calcArea(Circle);//重復聲明了函數1/*以上聲明同時出現會報錯*/double calcArea(Circle* const);//函數2double calcArea(Circle*);//重復聲明了函數2/*以上聲明同時出現會報錯*/

但需要特別注意的是，如果形參是指針或引用，是可以通過區分指向大到底是常量對象還是非常量對象來實現函數重載。例如下面的情況是可以實現函數重載的：

double calcArea(const Circle&);//作用于常量引用double calcArea(Circle&);///*以上聲明同時出現不會報錯*/double calcArea(const Circle*);//作用于常量指針double calcArea(Circle*);/*以上聲明同時出現不會報錯*/

總結

在定義了重載函數后，我們需要以合理的實參進行調用。大多數情況下，我們很容易判斷傳入的對應實參需要調用哪個函數，但是有些時候卻并不那么容易。我們將會在后面的文章中看到如何進行函數匹配。

我們對前面的內容做一個總結：