C 函式過載和引數的預設值

2022-02-20 14:09:01 字數 3307 閱讀 3801

自然語言中，乙個詞可以有許多不同的含義，即該詞被過載了。人們可以通過上下文來判斷該詞到底是哪種含義。「詞的過載」可以使語言更加簡練。例如「吃飯」的含義十分廣泛，人們沒有必要每次非得說清楚具體吃什麼不可。別迂腐得象孔已己，說茴香豆的茴字有四種寫法。

在 c++程式中，可以將語義、功能相似的幾個函式用同乙個名字表示，即函式過載。這樣便於記憶，提高了函式的易用性，這是 c++語言採用過載機制的乙個理由。例如下例中的函式 eatbeef，eatfish，eatchicken 可以用同乙個函式名 eat 表示，用不同型別的引數加以區別。

// 過載函式 eat


void eatbeef(…); // 可以改為 void eat(beef …);


void eatfish(…); // 可以改為 void eat(fish …);


void eatchicken(…); // 可以改為 void eat(chicken …);
c++語言採用過載機制的另乙個理由是：類的建構函式需要過載機制。因為 c++規定建構函式與類同名，建構函式只能有乙個名字。如果想用幾種不同的方法建立物件該怎麼辦？別無選擇，只能用過載機制來實現。所以類可以有多個同名的建構函式。

幾個同名的過載函式仍然是不同的函式，它們是如何區分的呢？

我們自然想到函式介面的兩個要素：引數與返回值。 如果同名函式的引數不同（包括型別、順序不同），那麼容易區別出它們是不同的函式。

如果同名函式僅僅是返回值型別不同，有時可以區分，有時卻不能。例如：

void function(void);


int function (void);
上述兩個函式，第乙個沒有返回值，第二個的返回值是 int 型別。如果這樣呼叫

函式：

int x = function ();
則可以判斷出 function 是第二個函式。問題是在 c++/c 程式中，我們可以忽略函式的返回值。在這種情況下，編譯器和程式設計師都不知道哪個 function 函式被呼叫。

所以只能靠引數而不能靠返回值型別的不同來區分過載函式。編譯器根據引數為每個過載函式產生不同的內部識別符號。例如編譯器為上例中的三個 eat 函式產生像 _eat_beef、_eat_fish、_eat_chicken 之類的內部識別符號（不同的編譯器可能產生不同風格的內部識別符號）。

如果 c++程式要呼叫已經被編譯後的 c 函式，該怎麼辦？

假設某個 c 函式的宣告如下：

void foo(int x, int y);
該函式被 c 編譯器編譯後在庫中的名字為_foo，而 c++編譯器則會產生像 _foo_int_int 之類的名字用來支援函式過載和型別安全連線。由於編譯後的名字不同，c++程式不能直接呼叫 c 函式。c++提供了乙個 c 連線交換指定符號 extern「c」 來解決這個問題。例如：

extern 「c」
或者寫成：

extern 「c」
這就告訴 c++ 編譯譯器，函式 foo 是個 c 連線，應該到庫中找名字_foo 而不是找_foo_int_int。c++編譯器開發商已經對 c 標準庫的標頭檔案作了 extern「c」 處理，所以我們可以用 #include 直接引用這些標頭檔案。

注意並不是兩個函式的名字相同就能構成過載。全域性函式和類的成員函式同名不算過載，因為函式的作用域不同。例如：

void print(…); // 全域性函式


class a
不論兩個 print 函式的引數是否不同，如果類的某個成員函式要呼叫全域性函式 print，為了與成員函式 print 區別，全域性函式被呼叫時應加 『::』 標誌。例如：

::print(…); // 表示 print 是全域性函式而非成員函式

下例中，第乙個 output 函式的引數是 int 型別，第二個 output 函式的引數是 float 型別。由於數字本身沒有型別，將 數字當作引數時將自動進行型別轉換（稱為隱式型別轉換）。語句 output(0.5)將產生編譯錯誤，因為編譯器不知道該將 0.5 轉換成 int 還是 float 型別的引數。隱式型別轉換在很多地方可以簡化程式的書寫，但是也可能留下隱患。

# include void output( int x)


void output( float x)


void main(void)

有一些引數的值在每次函式呼叫時都相同，書寫這樣的語句會使人厭煩。c++ 語言採用引數的預設值使書寫變得簡潔（在編譯時，預設值由編譯器自動插入）。

引數預設值的使用規則：

【規則 2-1】引數預設值只能出現在函式的宣告中，而不能出現在定義體中。

void foo(int x=0, int y=0); // 正確，預設值出現在函式的宣告中


void foo(int x=0, int y=0) // 錯誤，預設值出現在函式的定義體中
為什麼會這樣？我想是有兩個原因：一是函式的實現（定義）本來就與引數是否有預設值無關，所以沒有必要讓預設值出現在函式的定義體中。二是引數的預設值可能會改動，顯然修改函式的宣告比修改函式的定義要方便。

【規則 2-2】如果函式有多個引數，引數只能從後向前挨個兒預設，否則將導致函式呼叫語句怪模怪樣。

void foo(int x, int y=0, int z=0); // 正確


void foo(int x=0, int y, int z=0); // 錯誤

要注意，使用引數的預設值並沒有賦予函式新的功能，僅僅是使書寫變得簡潔一些。它可能會提高函式的易用性，但是也可能會降低函式的可理解性。所以我們只能適當地使用引數的預設值，要防止使用不當產生負面效果。

#include void output( int x);


void output( int x, float y=0.0); // 引數預設值只能出現在函式的宣告中


void main(void)


void output( int x)


void output( int x, float y)
上例中，不合理地使用引數的預設值將導致過載函式 output 產生二義性。

參考：

《高質量c++c 程式設計指南 林銳》的第8章 c++函式的高階特性

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