【C++】入门知识之 函数重载

前言

提到重载这个词,我们会想到什么呢?重载有一种一词多义的意思,中华文化博大精深,之前有一个笑话,中国的乒乓球谁都打不过,男足谁都打不过,哈哈哈这也是非常有意思的,但是今天我们要研究的是函数重载,看看重载和函数在一起会碰撞出什么火花呢?

函数重载概念

函数重载:是函数的一种特殊情况,C++允许在 同一作用域中声明几个功能类似 的同名函数,这些同名函数的 形参列表(参数个数 或 类型 或 类型顺序)不同,常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

这里要注意构成函数重载的条件只有三个:参数个数不同 参数类型不同 参数类型数据不同,如果函数的返回值类型不同是不构成函数重载的。

下边代码中的三种方式都构成函数重载,我们也可以来证实一下。

#include<iostream>
using namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
    cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
    return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
    cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
    return left + right;
}

// 2、参数个数不同
void f()
{
    cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
 cout << "f(int a)" << endl;
}

// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
    cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
    cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{
    Add(10, 20);
    Add(10.1, 20.2);
    f();
    f(10);
    f(10, 'a');
    f('a', 10);
    return 0;
}

C++支持函数重载的原理

我们知道了C++可以支持函数重载,那么他的原理到底是什么呢?为什么C语言不支持呢?这里就必须要提到了名字修饰这个概念了。

之前的文章中有提到C/C++中的程序要运行起来必须有编译链接两个阶段,但是编译又分为预处理,编译,汇编。

预处理阶段

主要完成头文件展开,宏定义替换,注释的删除几个过程,形成test.i文件。

编译阶段

主要完成语法分析,词法分析,语义分析,符号汇总,转换为汇编指令,形成test.s文件。

汇编阶段

主要形成符号表,将汇编语言转换为二进制语言,形成test.o文件。

链接阶段

将形成的.o文件链接起来,形成段表,以及符号表的合并重定位。

我们发现在汇编阶段为形成符号表,C语言中的符号表的名称直接就是函数名,这才导致如果一个文件中有重载函数会造成冲突和二义性,这肯定是不行的,但是为什么C++可以函数重载呢?由于Windows环境下不好观察,我们使用Linux环境来观察一下:

使用以下指令:

#include<iostream>
using namespace std;
int Add(int left, int right)
{
    cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
    return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
    cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
    return left + right;
}
int main()
{
    Add(10, 20);
    Add(10.1, 20.2);
}

我们发现函数名虽然相同,但是修饰后的名称并不相同,这也就是C++重载函数可以使用的原因,在构成符号表的时候,他们都是不同的名称,我们再来看几个样例。

#include<iostream>
using namespace std;
// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
        cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
        cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{
        Add(10,'a');
        Add('a',10);
}

我们也能看出函数名修饰是跟参数有关系,我们也能大概总结出gcc编译器的命名规则。

g++的函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+类型首字母】

总之构成函数重载的三要素就是参数个数不同,参数类型不同,参数类型顺序不同,这样才会在构成符号表的时候名称不同,只有这样,在链接的时候才不会产生二义性。

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