高品質C++/C編程指南-第8章-C++函數的進階特性(1)

對比於C語言的函數，C++增加了重載（overloaded）、內聯（inline）、const和virtual四種新機制。其中重載和內聯機制既可用於全域函數也可用於類的成員函數，const與virtual機制僅用於類的成員函數。 重載和內聯肯定有其好處才會被C++語言採納，但是不可以當成免費的午餐而濫用。本章將探究重載和內聯的優點與局限性，說明什麼情況下應該採用、不該採用以及要警惕錯用。

8.1 函數重載的概念
8.1.1 重載的起源

自然語言中，一個詞可以有許多不同的含義，即該詞被重載了。人們可以通過上下文來判斷該詞到底是哪種含義。“詞的重載”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、功能相似的幾個函數用同一個名字表示，即函數重載。這樣便於記憶，提高了函數的易用性，這是C++語言採用重載機制的一個理由。例如樣本8-1-1中的函數EatBeef,EatFish,EatChicken可以用同一個函數名Eat表示，用不同類型的參數加以區別。

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 …);

樣本8-1-1 重載函數Eat

C++語言採用重載機制的另一個理由是：類的建構函式需要重載機制。因為C++規定建構函式與類同名（請參見第9章），建構函式只能有一個名字。如果想用幾種不同的方法建立對象該怎麼辦？別無選擇，只能用重載機制來實現。所以類可以有多個同名的建構函式。

8.1.2 重載是如何?的？

幾個同名的重載函數仍然是不同的函數，它們是如何區分的呢？我們自然想到函數介面的兩個要素：參數與傳回值。

如果同名函數的參數不同（包括類型、順序不同），那麼容易區別出它們是不同的函數。

如果同名函數僅僅是傳回值類型不同，有時可以區分，有時卻不能。例如：

void Function(void);

int Function (void);

上述兩個函數，第一個沒有傳回值，第二個的傳回值是int類型。如果這樣調用函數：

int x = Function ();

則可以判斷出Function是第二個函數。問題是在C++/C程式中，我們可以忽略函數的傳回值。在這種情況下，編譯器和程式員都不知道哪個Function函數被調用。

所以只能靠參數而不能靠傳回值類型的不同來區分重載函數。編譯器根據參數為每個重載函數產生不同的內部標識符。例如編譯器為樣本8-1-1中的三個Eat函數產生象_eat_beef、_eat_fish、_eat_chicken之類的內部標識符（不同的編譯器可能產生不同風格的內部標識符）。

如果C++程式要調用已經被編譯後的C函數，該怎麼辦？

假設某個C函數的聲明如下：

void foo(int x, int y);

該函數被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數重載和型別安全串連。由於編譯後的名字不同，C++程式不能直接調用C函數。C++提供了一個C串連交換指定符號extern“C”來解決這個問題。例如：

extern “C”

{

void foo(int x, int y);

… // 其它函數

}

或者寫成

extern “C”

{

#include “myheader.h”

… // 其它C標頭檔

}

這就告訴C++編譯譯器，函數foo是個C串連，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標準庫的標頭檔作了extern“C”處理，所以我們可以用＃include 直接引用這些標頭檔。

注意並不是兩個函數的名字相同就能構成重載。全域函數和類的成員函數同名不算重載，因為函數的範圍不同。例如：

void Print(…); // 全域函數

class A

{…

void Print(…); // 成員函數

}

不論兩個Print函數的參數是否不同，如果類的某個成員函數要調用全域函數Print，為了與成員函數Print區別，全域函數被調用時應加‘::’標誌。如

::Print(…); // 表示Print是全域函數而非成員函數