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通过使用标准库中定义的抽象设施#xff0c;使你更加适应高级…

【CPrimer】专栏

专栏简介本专栏主要面向C初学者解释C的一些基本概念和基础语言特性涉及C标准库的用法面向对象特性泛型特性高级用法。

通过使用标准库中定义的抽象设施使你更加适应高级程序设计技术。

希望对读者有帮助

6.4

函数重载定义重载函数const_cast和重载调用重载的函数重栽与作用域

6.4

如果同一作用域内的儿个函数名字相同但形参列表不同,我们称之为重载(over

loaded)函数。

例如中我们定义了几个名为print的函数:

void

size);这些函数接受的形参类型不一样,但是执行的操作非常类似。

当调用这些函数时,编译器会根据传递的实参类型推断想要的是哪个函数:

int

print(j,end(j)-begin(j));//调用print(const

int*,size_t)

print(begin(j),end(j))//调用print(const

int*,const

int*)函数的名字仅仅是让编详器知道它调用的是哪个函数,而函数重载可以在一定程度上减轻程序员起名字、记名字的负担。

定义重载函数

有一种典型的数据库应用,需要创建几个不同的函数分别根据名字、电话、账户号码等信息查找记录。

函数重载使得我们可以定义一组函数,它们的名字都是lookup,但是查找的依据不同。

我们能通过以下形式中的任意一种调用lookup函数:

Record

lookup(constRccountJ)}//根据Rccount查找记录

Record

lookup(constPhone);//根据Phone查找记录

Record

lookup(constNamegJ);//根据Name查找记录

Account

r1Lookup(acct)}//调用接受Account的版本

Record

r2Lookup(Phone);//调用接取Phone的版本其中,虽然我们定义的三个函数各不相同,但它们都有同一个名字。

编译器根据实参的类型确定应该调用哪一个函数。

对于重载的函数来说,它们应该在形参数量或形参类型上有所不同。

在上面的代码中,虽然每个函数都只接受一个参数,但是参数的类型不同。

不允许两个函数除了返回类型外其他所有的要素都相同。

假设有两个函数,它们的形参列表一样但是返回类型不同,则第二个函数的声明是错误的:

Record

Accoun);//错误:与上一个函敏相比只有返回类型不同判断两个形参的类型是否相异

Record

Telno);//Telno和Phone的类型相同在第一对声明中,第一个函数给它的形参起了名字,第二个函数没有。

形参的名字仅仅起到帮助记忆的作用,有没有它并不影响形参列表的内容。

第二对声明看起米类型不同,但事实上Telno不是一种新类型,它只是Phone的别名而已。

类型别名为已存在的类型提供另外一个名字,它并不是创建新类型。

因此,第二对中一个形参的区别仅在于一个使用类型原来的名字,另一个使用它的别名,从本质上来说它们没什么不同。

重载和const形参顶层const不影响传入函数的对象。

一个拥有顶层const的形参无法和另一个没有顶层const的形参区分开来:cpp

Record

lookup(Phone*const);//重复声明了Record

lookup(Phone*)在这两组函数声明中,每一组的第二个声明和第一个声明是等价的。

另一方面,如果形参是某种类型的指针或引用,则通过区分其指向的是常量对象还是非常量对象可以实现函数重载,此时的const是底层的:

//对于接受引用或指针的函数来说,对象是常量还是非常量对应的形参不同

lookup(Account);//函敏作用于Account的引用

Record

lookup(Account*);//新函数,作用于指向Account的指针

Record

Account*);//新函数,作用于指向常量的指针在上面的例子中,编译器可以通过实参是否是常量来推断应该调用哪个函数。

因为const不能转换成其他类型,所以我们只能把const对象(或指向const的指针传递给const形参。

相反的,因为非常量可以转换成const,所以上面的4个函数都能作用于非常量对象或者指向非常量对象的指针。

不过将要介绍的,当我们传递一个非常量对象或者指向非常量对象的指针时,编详器会优先选用非常量版本的函数。

建议:何时不应该重载函数

尽管函数重载能在一定程度上减轻我们为函数起名字的负担但是最好只重载那些确实非常相似的操作。

有些情况下,给函数起不同的名字能使得程序更易理解。

举个例子,下面是儿个负责移动屏幕光标的函数:

Screen

moveRel(int,int,string,direction);乍看上去,似乎可以把这组函数统一命名为move:从而实现函数的重载;

Screen

directionj;其实不然,重载之后这些函数失去了名字中本来拥有的信息。

尽管这些函数确实都是在移动光标,但是具体移动的方式却各不相同。

以moveHome为例,它表示是移动光标的一种特殊实例。

一般来说是否重载函数要看那个更容易理解

哪种形式更容易理解呢

string的引用。

我们可以对两个非常量的string实参调用这个函数,但返回的结果仍然是const

string的引用。

因此我们需要一种新的shorterString函数,当它的实参不是常量时,得到的结果是一个普通的引用,使用const_cast可以做到这一点:

string

shorterString(strings1,strings2)

{autorshorterString(const_castconst

stringg(s2));return

}在这个版本的函数中,首先将它的实参强制转换成对const的引用,然后调用了shorterString函数的const版本。

const版本返回对const

string的引用,这个引用事实上绑定在了某个初始的非常量实参上。

因此,我们可以再将其转换回一个普通的stringg,这显然是安全的。

定义了一组重载函数后,我们需要以合理的实参调用它们。

函数匹配(function

matching)是指一个过程,在这个过程中我们把函数调用与一组重载函数中的某一个关联起来,函数匹配也叫做重载确定(overload

resolution)。

编译器首先将调用的实参与重载集合中每一个函数的形参进行比较,然后根据比较的结果决定到底调用哪个函数。

在很多(可能是大多数)情况下,程序员很容易判断某次调用是否合法,以及当调用合法时应该调用哪个函数。

通常,重载集中的函数区别明显,它们要不然是参数的数量不同,要不就是参数类型毫无关系。

此时,确定调用哪个函数比较容易。

但是在另外一些情况下要想选择函数就比较困难了,比如当两个重载函数参数数量相同且参数类型可以相互转换时。

编详器找到一个与实参最佳匹配(best

match)的函数,并生成调用该函数的代码。

找不到任何一个函数与调用的实参匹配,此时编译器发出无匹配(nomatch)的错误信息。

有多于一个函数可以匹配,但是每一个都不是明显的最佳选择.此时也将发生错误,

称为二义性调用(ambiguous

一般来说,将函数声明置于局部作用域内不是一个明智的选择。

但是为了说明作用域和重载的相互关系,我们将暂时违反这一原则而使用局部函数声明

对于刚接触C的程序员来说,不太容易理清作用域和重载的关系。

其实,重载对作用域的一般性质并没有什么改变:如果我们在内层作用域中声明名字,它将隐藏外层作用域中声明的同名实体。

在不同的作用域中无法重载函数名:

string

readfalse;//新作用域:隐藏了外层的readstringsread();//错误:read是一个布尔值,而非函数//不好的习惯:通常来说,在局部作用域中声明函数不是一个好的选择void

print(int);//新作用域:隐藏了之前的printprint(value:);//错误:print(const

//正确:当前print(int)可见print(3.14);

//正确:调用pritnt(int);Print(double)被隐藏拍了

}大多数读者都能理解调用read函数会引发错误.因为当编译器处理调用read的请求时,找到的是定义在局部作用域中的read。

这个名字是个布尔变量,而我们显然无法调用一个布尔值,因此该语句非法。

调用print函数的过程非常相似。

在fooBar内声明的print(int)隐藏了之前两个print函数,因此只有一个pxint函数是可用的:该函数以int值作为参数。

当我们调用print函数时,编译器首先寻找对该函数名的声明,找到的是接受int值的那个局部声明。

一旦在当前作用域中找到了所需的名字,编译器就会忽略掉外层作用域中的同名实体。

剩下的工作就是检查函数调用是否有效了。

在C语言中,名字查找发生在类型检查之前。

第一个调用传入一个字符串字面值,但是当前作用域内print函数唯一的声明要求参数是int类型。

字符串字面值无法转换成int类型,所以这个调用是错误的。

在外层作用域中的print(const

string)函数虽然与本次调用匹配,但是它已经被隐藏掉了,根本不会被考虑。

当我们为print函数传入一个double类型的值时,重复上述过程。

编译器在当前作用域内发现了print(int)函数,double类型的实参转换成int类型,因此调用是合法的。

假设我们把print(int)和其他print函数声明放在同一个作用域中,则它将成为另一种重载形式。

此时,因为编诉器能看到所有三个函数,上述调用的处理结果将完全不同:cpp

void

string)print(ival);//调用print(int)print(3.14);//调用print(double)