高质量C/C++编程指南 阅读笔记（三）重载

1、在C++程序中，可以将语义、功能相似的几个函数用同一个名字表示，即函数重载。这样便于记忆，提高了函数的易用性，这是C++语言采用重载机制的一个理由。

例子：

2、C++语言采用重载机制的另一个理由是：类的构造函数需要重载机制。因为C++规定构造函数与类同名，构造函数只能有一个名字。如果想用几种不同的方法创建对象该怎么办？别无选择，只能用重载机制来实现。所以类可以有多个同名的构造函数。

3、重载是如何实现的：

几个同名的重载函数仍然是不同的函数，它们是如何区分的呢？我们自然想到函数接口的两个要素：参数与返回值。
a、如果同名函数的参数不同（包括类型、顺序不同），那么容易区别出它们是不同的函
数。

b、如果同名函数仅仅是返回值类型不同，有时可以区分，有时却不能。

所以只能靠参数而不能靠返回值类型的不同来区分重载函数。编译器根据参数为每个重载函数产生不同的内部标识符。

4、如果 C++程序要调用已经被编译后的C 函数，该怎么办？

假设某个 C 函数的声明如下：
void foo(int x, int y);
该函数被C 编译器编译后在库中的名字为_foo，而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字用来支持函数重载和类型安全连接。由于编译后的名字不同，C++程序不能直接调用C 函数。C++提供了一个C 连接交换指定符号extern“C”来解决这个问题。
例如：
extern “C”
{
void foo(int x, int y);
⋯ // 其它函数
}
或者写成
extern “C”
{
#include “myheader.h”
⋯ // 其它C 头文件
}
这就告诉C++编译译器，函数foo 是个C 连接，应该到库中找名字_foo 而不是找_foo_int_int。C++编译器开发商已经对C 标准库的头文件作了extern“C”处理，所以我们可以用＃include 直接引用这些头文件。

5、注意：并不是两个函数的名字相同就能构成重载。全局函数和类的成员函数同名不算重载，因为函数的作用域不同。例如：

6、当心隐式类型转换导致重载函数产生二义性：由于数字本身没有类型，将数字当作参数时将自动进行类型转换（称为隐式类型转换）

7、成员函数的重载、覆盖与隐藏：

成员函数被重载的特征：
（1）相同的范围（在同一个类中）；
（2）函数名字相同；
（3）参数不同；
（4）virtual 关键字可有可无。
覆盖是指派生类函数覆盖基类函数，特征是：
（1）不同的范围（分别位于派生类与基类）；
（2）函数名字相同；
（3）参数相同；
（4）基类函数必须有virtual 关键字。

令人迷惑的隐藏规则
本来仅仅区别重载与覆盖并不算困难，但是C++的隐藏规则使问题复杂性陡然增加。
这里“隐藏”是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数，规则如下：
（1）如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，不论有无virtual
关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载混淆）。
（2）如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数没有virtual
关键字。此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆）。

8、参数的缺省值：

有一些参数的值在每次函数调用时都相同，书写这样的语句会使人厌烦。C++语言采用参数的缺省值使书写变得简洁（在编译时，缺省值由编译器自动插入）。
参数缺省值的使用规则：

参数缺省值只能出现在函数的声明中，而不能出现在定义体中。
例如：
void Foo(int x=0, int y=0); // 正确，缺省值出现在函数的声明中
void Foo(int x=0, int y=0) // 错误，缺省值出现在函数的定义体中
{
⋯
}

如果函数有多个参数，参数只能从后向前挨个儿缺省，否则将导致函数调用语句怪模怪样。
正确的示例如下：
void Foo(int x, int y=0, int z=0);

错误的示例如下：
void Foo(int x=0, int y, int z=0);

9、要注意，使用参数的缺省值并没有赋予函数新的功能，仅仅是使书写变得简洁一些。它可能会提高函数的易用性，但是也可能会降低函数的可理解性。所以我们只能适当地使用参数的缺省值，要防止使用不当产生负面效果。

10、运算符重载：

在C++语言中，可以用关键字operator加上运算符来表示函数，叫做运算符重载。
例如两个复数相加函数：
Complex Add(const Complex &a, const Complex &b);
可以用运算符重载来表示：

Complex operator +(const Complex &a, const Complex &b);
运算符与普通函数在调用时的不同之处是：对于普通函数，参数出现在圆括号内；
而对于运算符，参数出现在其左、右侧。例如
Complex a, b, c;
⋯
c = Add(a, b); // 用普通函数
c = a + b; // 用运算符 +
如果运算符被重载为全局函数，那么只有一个参数的运算符叫做一元运算符，有两个参数的运算符叫做二元运算符。
如果运算符被重载为类的成员函数，那么一元运算符没有参数，二元运算符只有一个右侧参数，因为对象自己成了左侧参数。从语法上讲，运算符既可以定义为全局函数，也可以定义为成员函数。

11、由于C++语言支持函数重载，才能将运算符当成函数来用，C 语言就不行。

12、不能被重载的运算符
在C++运算符集合中，有一些运算符是不允许被重载的。这种限制是出于安全方面的考虑，可防止错误和混乱。
（1）不能改变C++内部数据类型（如int,float 等）的运算符。
（2）不能重载‘.’，因为‘.’在类中对任何成员都有意义，已经成为标准用法。
（3）不能重载目前C++运算符集合中没有的符号，如#,@,$等。原因有两点，一是难以理解，二是难以确定优先级。
（4）对已经存在的运算符进行重载时，不能改变优先级规则，否则将引起混乱。

13、C++ 语言支持函数内联，其目的是为了提高函数的执行效率（速度）。

14、关键字inline 必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联，仅将inline 放在函数声明前面不起任何作用。

15、内联能提高函数的执行效率，为什么不把所有的函数都定义成内联函数？
如果所有的函数都是内联函数，还用得着“内联”这个关键字吗？
内联是以代码膨胀（复制）为代价，仅仅省去了函数调用的开销，从而提高函数的执行效率。如果执行函数体内代码的时间，相比于函数调用的开销较大，那么效率的收获会很少。另一方面，每一处内联函数的调用都要复制代码，将使程序的总代码量增大，消耗更多的内存空间。

以下情况不宜使用内联：
（1）如果函数体内的代码比较长，使用内联将导致内存消耗代价较高。
（2）如果函数体内出现循环，那么执行函数体内代码的时间要比函数调用的开销大。类的构造函数和析构函数容易让人误解成使用内联更有效。要当心构造函数和析构函数可能会隐藏一些行为，如“偷偷地”执行了基类或成员对象的构造函数和析构函数。所以不要随便地将构造函数和析构函数的定义体放在类声明中。一个好的编译器将会根据函数的定义体，自动地取消不值得的内联（这进一步说明了inline 不应该出现在函数的声明中）。

16、待续