Hello,米娜桑們，這里是君兮_，我之前看過一套書叫做《明朝那些事兒》，把本來枯燥的歷史講的生動有趣。而C++作為一門接近底層的語言，無疑是抽象且難度頗深的。我希望能努力把抽象繁多的知識講的生動又通俗易懂，因此，咱們這個講解C++的系列博客就叫做《C++那些事兒》啦，而今天我們要講的內(nèi)容是C++中的函數(shù)重載與引用

• 好了廢話不多說，開始我們今天的學(xué)習(xí)吧??！
  

函數(shù)重載

• 說到函數(shù)重載，很多人不理解重載是什么意思，其實(shí)它就在我們身邊，我來舉個例子：
  

一天，你的舍友有節(jié)課沒去上課，但是碰巧老師上課點(diǎn)名點(diǎn)到他了，老師就問你：他來了嗎？
你回答說：如來
老師又問你：到底來沒來？
你回答說：如來
于是老師就把你請出教室了

• 自然語言中，一個詞可以有多重含義，人們可以通過上下文來判斷該詞真實(shí)的含義，即該詞被重載了
• 那在C++中什么是函數(shù)重載呢？

函數(shù)重載的概念

• 函數(shù)重載：是函數(shù)的一種特殊情況，C++允許在同一作用域中聲明幾個功能類似的同名函數(shù)，這
  些同名函數(shù)的形參列表(參數(shù)個數(shù) 或 類型 或 類型順序)不同，常用來處理實(shí)現(xiàn)功能類似數(shù)據(jù)類型
  不同的問題

#include<iostream>
using namespace std;

// 1、參數(shù)類型不同
int Add(int x, int y)
{
    cout << "int類型的Add" <<" "<< x + y << endl;
    return x + y;
}
double Add(double x, double y)
{
    cout << "double類型的Add" << " " << x + y << endl;
    return x + y;
}
// 2、參數(shù)個數(shù)不同
void f()
{
    cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
    cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、參數(shù)類型順序不同
void f(int a, char b)
{
    cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
    cout << "f(char b, int a)" << endl;
}

int main()
{
    int x = 0;
    int y = 0;
    Add(1, 5);
    f();
    f(10);
    f(10, 'b');
    f('a', 10);
    return 0;
}

• 了解了函數(shù)重載的概念和基本使用方法后，很多人可能會想，為什么C++支持函數(shù)重載而C不支持函數(shù)重載呢？下面我們來討論一下這個問題

C++支持函數(shù)重載的原理–名字修飾(name Mangling)

• 在C/C++中，一個程序要運(yùn)行起來，需要經(jīng)歷以下幾個階段：預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接。
  
• 這里對于沒有接觸過匯編語言以及編譯鏈接的同學(xué)來說非常復(fù)雜，也不是我?guī)拙湓捑湍苷f清楚的，因此大家簡單理解記住結(jié)論即可，我也不會講太深，隨著之后我們C++之旅的進(jìn)程，當(dāng)我們接觸到更多有關(guān)內(nèi)容后，我再在合適的地方具體解釋。
  
• 這張圖片大概展示了在編譯鏈接階段各階段進(jìn)行的操作
• 由于Windows下vs的修飾規(guī)則過于復(fù)雜，而Linux下g++的修飾規(guī)則簡單易懂，我們通過在linux下編譯后生成的匯編來講解這部分內(nèi)容
• Linux環(huán)境下采用C語言編譯器編譯后結(jié)果
  
• 結(jié)論：在linux下，采用gcc編譯完成后，函數(shù)名字的修飾沒有發(fā)生改變
• 采用C++編譯器編譯后結(jié)果
  
• 結(jié)論：在linux下，采用g++編譯完成后，函數(shù)名字的修飾發(fā)生改變，編譯器將函數(shù)參數(shù)類型信息添加到修改后的名字中

最終結(jié)論（在目前學(xué)習(xí)階段記住這個結(jié)論就行）
1.C語言之所以沒辦法支持重載，是因?yàn)橥瘮?shù)沒辦法區(qū)分。而C++是通過函數(shù)修飾規(guī)則來區(qū)分，只要參數(shù)不同，修飾出來的名字就不一樣，就支持了重載。
2. 如果兩個函數(shù)函數(shù)名和參數(shù)是一樣的，返回值不同是不構(gòu)成重載的，因?yàn)檎{(diào)用時編譯器沒辦法區(qū)分。

引用

1.引用概念

• 引用不是新定義一個變量，而是給已存在變量取了一個別名，編譯器不會為引用變量開辟內(nèi)存空間，它和它引用的變量共用同一塊內(nèi)存空間
• 在C++中，引用的作用類似于指針，但是它不開辟空間，在很多情況下，引用是比使用指針更好的選擇。
• 至于起別名，引用就相當(dāng)于這個變量的外號一樣
  比如 孫悟空，如果你是唐僧，你可以叫他悟空
  如果你是豬八戒或者沙僧，你可以叫他大師兄
  如果你是某地界的土地神，你可以叫他孫大圣
  如果你是他的死對頭，你可以叫他潑猴或者弼馬溫…
• 上述的這些，都是孫悟空的"引用:，也就是別名
  
  類型& 引用變量名(對象名) = 引用實(shí)體；

void Test()
{
    int a = 10;
    int& ra = a;//<====定義引用類型
    printf("%p\n", &a);
    printf("%p\n", &ra);
}

int main()
{
    Test();
}

• 引用與原變量指向同一塊空間

• 注意：引用類型必須和引用實(shí)體是同種類型的

2.引用特性

• 1. 引用在定義時必須初始化
• 2. 一個變量可以有多個引用
• 3. 引用一旦引用一個實(shí)體，再不能引用其他實(shí)體

void Test()
{
    int a = 10;
    int& ra = a;//<====定義引用類型
    int& b = a;//一個變量可以有多個別名
    printf("%p\n", &a);
    printf("%p\n", &ra);
    printf("%p\n", &b);
}

• 多個引用仍然指向同一塊空間
  
• 必須初始化，不然會報(bào)錯

3.常引用

void TestConstRef()
{
const int a = 10;
//int& ra = a; // 該語句編譯時會出錯，a為常量
const int& ra = a;
}

• 最常見的一種常引用，我們知道引用作為變量的別名，當(dāng)改變引用的值時，是會改變變量的值的，因此當(dāng)變量被const修飾時，它的引用也必須用const修飾

void TestConstRef()
{

// int& b = 10; // 該語句編譯時會出錯，b為常量
const int& b = 10;
double d = 12.34;
//int& rd = d; // 該語句編譯時會出錯，類型不同
const int& rd = d;
}

• 當(dāng)我們直接吧一個常量給一個引用時，必須加const，原因與第一種情況相同，而常量就更不可能讓你通過引用來修改它的值了

void TestConstRef()
{
double d = 12.34;
//int& rd = d; // 該語句編譯時會出錯，類型不同
const int& rd = d;
}

• 這里是存在一個類型的隱式轉(zhuǎn)換的，把double類型的轉(zhuǎn)換成int型，這里類型發(fā)生了轉(zhuǎn)換，因此我們也不能通過別名來修改變量，因此必須加const

4.引用的使用場景

(1).做函數(shù)的參數(shù)

void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}

• 和指針在這里的使用方法是類似的，就不過多展開了

(2).做返回值

int& Count()
{
static int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}

注意：如果函數(shù)返回時，出了函數(shù)作用域，如果返回對象還在(還沒還給系統(tǒng))，則可以使用引用返回，如果已經(jīng)還給系統(tǒng)了，則必須使用傳值返回。

• 下面我們來看一個例子

int& Add(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}
int main()
{
int& ret = Add(1, 2);
Add(3, 4);
cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;
return 0;
}

• 因此，當(dāng)我們運(yùn)行時出現(xiàn)這種結(jié)果，也就不奇怪了
  
• 那應(yīng)該怎么解決上述的這種問題呢？
• 很簡單，我們讓函數(shù)解釋時，不會釋放申請的空間就好了

int& Add(int a, int b)
{
    static int c = a + b;
    return c;
}
int main()
{
    int& ret = Add(1, 2);
    Add(3, 4);
    cout << "Add(1, 2) is :" << ret << endl;
    return 0;
}

傳值與傳引用效率比較

• 以值作為參數(shù)或者返回值類型，在傳參和返回期間，函數(shù)不會直接傳遞實(shí)參或者將變量本身直接返回，而是傳遞實(shí)參或者返回變量的一份臨時的拷貝，因此用值作為參數(shù)或者返回值類型，效率是非常低下的，尤其是當(dāng)參數(shù)或者返回值類型非常大時，效率就更低。
• 總的來說，你在這里可以暫時把引用類比成指針來使用，等之后學(xué)習(xí)了類和對象之后，才能更加明白引用在使用時候的妙處

引用和指針的區(qū)別

• 在語法概念上引用就是一個別名，沒有獨(dú)立空間，和其引用實(shí)體共用同一塊空間。
• 在底層實(shí)現(xiàn)上實(shí)際是有空間的，因?yàn)橐檬前凑罩羔樂绞絹韺?shí)現(xiàn)的。

int main()
{
    //int& ret = Add(1, 2);
    char c = 'a';
    char& rc = c;
    char* rrc = &c;
    cout << "&rc"<<" "<< sizeof(c) << endl;
    cout << "rrc" <<" "<< sizeof(rrc) << endl;
    
    return 0;
}

• 在這里編譯器告訴我們引用占一個字節(jié)，而指針占8個字節(jié)，可事實(shí)真的如此嗎？
  
• 通過底層的匯編代碼，我們可以知道，實(shí)際上，引用是按指針方式實(shí)現(xiàn)的是占空間的，至于為什么編譯器告訴你它不占空間，因?yàn)樵贑++規(guī)定時說引用是一個別名是不占空間的，它總不能自己打自己臉呀
  

引用與指針的其他區(qū)別點(diǎn)

1. 引用概念上定義一個變量的別名，指針存儲一個變量地址。
2. 引用在定義時必須初始化，指針沒有要求
3. 引用在初始化時引用一個實(shí)體后，就不能再引用其他實(shí)體，而指針可以在任何時候指向任何
一個同類型實(shí)體
4. 沒有NULL引用，但有NULL指針
5. 在sizeof中含義不同：引用結(jié)果為引用類型的大小，但指針始終是地址空間所占字節(jié)個數(shù)(32
位平臺下占4個字節(jié))
6. 引用自加即引用的實(shí)體增加1，指針自加即指針向后偏移一個類型的大小
7. 有多級指針，但是沒有多級引用
8. 訪問實(shí)體方式不同，指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理
9. 引用比指針使用起來相對更安全

總結(jié)

• 好啦，我們今天的內(nèi)容就先到這里啦！今天講解了函數(shù)重載與引用使用方法以及有關(guān)它們使用的細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)，這兩塊的知識點(diǎn)會一直伴隨你C++學(xué)習(xí)之路，是非常重要的，因此希望大家把有關(guān)的重點(diǎn)和難點(diǎn)多看幾遍加深理解。

• 有任何的問題和對文章內(nèi)容的疑惑歡迎在評論區(qū)中提出，當(dāng)然也可以私信我，我會在第一時間回復(fù)的??！

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文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-713989.html

到了這里，關(guān)于【C++那些事兒】函數(shù)重載與C++中的“指針“——引用的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！