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C++深入學(xué)習(xí)之徹底理清重載函數(shù)匹配

更新時間：2019年01月03日 11:13:32 作者：守望

C++ 不允許變量重名,但是允許多個函數(shù)取相同的名字,只要參數(shù)表不同即可,這叫作函數(shù)的重載，下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于C++深入學(xué)習(xí)之徹底理清重載函數(shù)匹配的相關(guān)資料，需要的朋友可以參考下

前言

前面我們講到了《函數(shù)重載》，有了函數(shù)重載之后，就需要確定某次調(diào)用需要選用哪個函數(shù)。這個過程可以稱之為函數(shù)匹配或者重載確定。大多數(shù)情況下，我們都很容易能夠確定某次調(diào)用需要選用哪個函數(shù)，但事實上不盡然。但通過本文將徹底理清重載函數(shù)匹配

匹配過程

為便于說明，將函數(shù)匹配分為三個階段，確定候選函數(shù)，確定可行函數(shù)，確定最佳匹配函數(shù)。

確定候選函數(shù)

候選函數(shù)也就是和被調(diào)用的函數(shù)同名，并且其聲明在調(diào)用點可見。舉個簡單的例子。

假設(shè)有兩個文件，1.cpp和2.cpp，內(nèi)容分別如下：

1.cpp：

//函數(shù)1
 void f(int a,short b)
 {
 cout<<"func0"<<endl;
 }

2.cpp：

#include<iostream>
 using namespace std;
 //函數(shù)2
 void f(int a,double b)
 {
 cout<<"func1"<<endl;
 }
 //函數(shù)3
void f(int a, int b)
 {
 cout<< "func2"<<endl;
 }
 //函數(shù)4
 void f1()
 {
 cout<<"func3"<<endl;
 }
 int main()
 {
 f(3,4.5);
 return 0;
 }

在這里，候選函數(shù)其實只有兩個，其中第一個函數(shù)在其調(diào)用點不可見，而第四個函數(shù)和被調(diào)用的函數(shù)不同名，因此這兩個都不是候選函數(shù)。

確定可行函數(shù)

可行函數(shù)指的是本次調(diào)用傳入的實參能夠被候選函數(shù)使用。它要滿足兩個條件，一是形參數(shù)量和實參數(shù)量相同，二是每個實參的類型和對應(yīng)形參類型相同或者能夠轉(zhuǎn)換成形參的類型。

還是前面的例子，實參的個數(shù)和類型與第二個函數(shù)完全匹配，而在經(jīng)過算術(shù)轉(zhuǎn)換之后，也能夠與第三個函數(shù)匹配。

確定最佳匹配函數(shù)

最佳匹配的函數(shù)是最終調(diào)用的。最佳匹配最基本的思想是認(rèn)為，實參類型越接近，它們就越匹配。還是前面的例子，實參要與第三個函數(shù)匹配，需要進(jìn)行算術(shù)轉(zhuǎn)換，而與第二個函數(shù)完全匹配，因此第二個函數(shù)是最佳匹配函數(shù)。最終的運行結(jié)果如下：

func1

最佳匹配原則

一般來說，精確匹配肯定比需要類型轉(zhuǎn)換的匹配要更好，但是當(dāng)形參有多個，并且無法完全精確匹配的時候，要確定最佳匹配函數(shù)就有點困難了。

但是有下面的原則：

函數(shù)的每個實參的匹配都不能比其他可行函數(shù)更差
函數(shù)至少有一個實參的匹配要比其他可行函數(shù)更好

那么問題又來了，什么是更好，什么又是更差呢？編譯器將實參類型到形參類型的轉(zhuǎn)換劃分了等級：

1.精確匹配，包括實參類型和形參類型相同，實參從數(shù)組或函數(shù)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的指針類型，向?qū)崊⑻砑禹攲觕onst或從實參刪除頂層const

2.通過const轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的匹配

3.通過類型提升實現(xiàn)的匹配

4.通過算數(shù)類型轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的匹配

5.通過類類型轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的匹配

等級越前，匹配也就越好。接下來對上面的內(nèi)容做一些解釋。

精確匹配

精確匹配比較容易理解。關(guān)于頂層const問題，可以參考《函數(shù)重載》

通過const轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的匹配

所謂通過const轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的匹配，指的是通過加const限定詞，能夠與可行函數(shù)精確匹配。例如：

#include <iostream>
using namespace std;
//函數(shù)1
/*
int f(string &a)
{
 cout<<"call function 1"<<endl;
 return 0;
}*/
//函數(shù)2
int f(const string &a)
{
 cout<<"call function 2"<<endl;
 return 0;
}
int main()
{
 string test = "test";
 f(test);
 return 0;
}

在這里，test可以通過const轉(zhuǎn)換，從而匹配函數(shù)2，將能夠找到最佳匹配函數(shù)2（當(dāng)前情況它也只有一個可選了）。
運行結(jié)果如下：

call function 2

如果把函數(shù)1的注釋去掉再運行，就會發(fā)現(xiàn)，雖然第一個調(diào)用既能匹配函數(shù)1，也能匹配函數(shù)2，但是由于匹配函數(shù)2的時候，需要const轉(zhuǎn)換，因此比精確匹配要差，最終，它會調(diào)用函數(shù)1。
去掉函數(shù)1的注釋后，運行結(jié)果如下：

call function 1

通過類型提升實現(xiàn)的匹配

關(guān)于類型提升，這里不多做介紹。簡單說明類型提升規(guī)則：

float將提升到double
char、short和相應(yīng)的signed、unsigned類型將提升到int

我們來看一個示例：

#include <iostream>
using namespace std;
//函數(shù)1
/*
int f(short a)
{
 cout<<"call function 1"<<endl;
 return 0;
}*/
//函數(shù)2
int f(int a)
{
 cout<<"call function 2"<<endl;
 return 0;
}
int main()
{
 short a = 2;
 f(a);
 return 0;
}

同樣地，我們暫時把函數(shù)1注釋掉。由于a是short類型，但是通過類型提升，可以轉(zhuǎn)換為int，因為它也能調(diào)用函數(shù)2。運行結(jié)果如下：

call function 2

但去掉函數(shù)1注釋后，由于精確匹配優(yōu)于通過類型提升的匹配，因此將會調(diào)用函數(shù)1，運行結(jié)果如下：

call function 1

通過算術(shù)類型轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的匹配

short int和float，double等之間的轉(zhuǎn)換，都是算術(shù)類型之間的轉(zhuǎn)換。我們?nèi)匀粊砜匆粋€例子：

#include <iostream>
using namespace std;
//函數(shù)1
int f(int a)
{
 cout<<"call function 1"<<endl;
 return 0;
}
//函數(shù)2
int f(double a)
{
 cout<<"call function 2"<<endl;
 return 0;
}
int main()
{
 short a = 2;
 f(a);
 return 0;
}

在這里，short類型的a既可以通過類型提升轉(zhuǎn)換為int，也可以通過算術(shù)類型轉(zhuǎn)換成為double。這個時候，哪個才是最佳匹配呢？我們看運行結(jié)果：

call function 1

對于這個結(jié)果，并不意外，因為前面我們已經(jīng)說到，通過類型提升的轉(zhuǎn)換是優(yōu)于算術(shù)轉(zhuǎn)換的，因而函數(shù)1是它的最佳匹配函數(shù)。

通過類類型轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的匹配

這里不多做介紹。我們也很容易理解。諸如父類和子類之間的轉(zhuǎn)換都是如此。

二義性示例

前面基本能夠找到最佳匹配，我們來看一個有多個可行函數(shù)，最后卻沒有最佳匹配的情況。

#include<iostream>
using namespace std;
//函數(shù)1
void f(double a,int b)
{
 cout<<"function 1"<<endl;
}
//函數(shù)2
void f(int a,double b)
{
 cout<<"function 2"<<endl;
}
int main()
{
 f(1,1);
 return 0;
}

函數(shù)1和函數(shù)2都是可行函數(shù)，但它們都沒有在任意一個參數(shù)上比對方更好，因此將會產(chǎn)生二義性，編譯時將會報錯：