C語言下的函數(shù)名弊端

#include <stdio.h>

int Add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

我編寫了一個簡單的 Add 函數(shù)來執(zhí)行整數(shù)相加，它既簡單又能夠達到我想要的效果。然而，如果我現(xiàn)在需要一個能夠執(zhí)行浮點數(shù)相加的函數(shù)怎么辦呢？一種方法是重新編寫一個函數(shù)，但是問題是該如何命名呢？已經(jīng)有一個 Add 函數(shù)了，如果取相同的名字就會出現(xiàn)命名沖突，而重新選擇名字又顯得繁瑣。為了解決這個問題，C++中引入了函數(shù)重載。

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，常用來處理實現(xiàn)功能類似數(shù)據(jù)類型不同的問題。
注意：對返回值沒有要求。如果返回值不同也能構成重載的話，那么當調(diào)用兩個無參且返回值不同的同名函數(shù)時，到底是調(diào)用哪一個函數(shù)編譯器并不清楚，會產(chǎn)生二義性。

參數(shù)類型不同

#include <iostream>
using namespace std;

int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

double Add(double x, double y)
{
    return x + y;
}

int main()
{
    printf("%d\n", Add(1, 2));
    printf("%lf\n", Add(3.2, 2.8));

    return 0;
}

這里兩個同名函數(shù)參數(shù)類型不同構成重載。

值得注意的是：在調(diào)用存在函數(shù)重載的函數(shù)時，傳入的參數(shù)類型要與期望調(diào)用的函數(shù)的參數(shù)類型匹配，否則可能會導致歧義。例如，下面的代碼中，調(diào)用 Add 函數(shù)時，傳入的參數(shù) 3.2 和 1 的類型分別為 double 和 int，可能導致編譯器無法確定應該調(diào)用哪個重載函數(shù)。在這個示例中，我們只需要屏蔽掉兩個 Add 函數(shù)中的一個就不會報錯了（會發(fā)生隱式類型轉(zhuǎn)化）。

?

參數(shù)個數(shù)不同

#include <iostream>
using namespace std;

void funcA()
{
    cout << "funcA()" << endl;
}

void funcA(int a)
{
    cout << a << endl;
}

int main()
{
    funcA();
    funcA(1);

    return 0;
}

參數(shù)個數(shù)不同同樣構成重載。?

我在上一篇博客中介紹了缺省參數(shù)：給傳參加上自動擋-CSDN博客?
可能你會好奇，如果上面第二個 funA 函數(shù)的形參加上缺省值能不能構成重載呢？我們來試下吧。

我們看到編譯器直接紅溫了。因為當調(diào)用無參的 funcA 函數(shù)時，編譯器不知道調(diào)用的是哪個函數(shù)，可能你是真的無參，可能你是想用缺省值，這就造成了二義性。所以如果你寫了這樣的兩個函數(shù)，當你調(diào)用時必須要傳參。這里也可以發(fā)現(xiàn)這兩個函數(shù)確實構成了重載，它們的參數(shù)個數(shù)確實是不同的。但是也只能調(diào)用帶參數(shù)的那個函數(shù)，所以看似寫了兩個函數(shù)，實際上只有一個是可以用的。因此這種重載的形式是沒意義的。

參數(shù)類型順序不同

#include <iostream>
using namespace std;

void fun(char a, int b)
{
    cout << "fun(char a, int b)" << endl;
}

void fun(int a, char b)
{
    cout << "fun(int a, char b)" << endl;
}

int main()
{
    fun('a', 1);
    fun(1, 'a');

    return 0;
}

這里雖然兩個函數(shù)的參數(shù)類型都是一個 int 一個?char，但是順序不同，因此也構成重載。

為什么支持函數(shù)重載

到目前為止，你應該對C++中函數(shù)重載的條件和價值有了初步的了解。那么，為何C語言不支持這樣的高級功能，而C++卻能夠做到呢？下面我們將更深入地探討這個問題。

回顧一下，在C/C++中，程序的運行經(jīng)歷了四個關鍵步驟：

1. 預處理階段：在這個階段，主要完成宏替換、頭文件展開、注釋刪除以及條件編譯等操作。處理后會生成一個后綴為 .i 的文件，為后續(xù)編譯過程提供了基礎。

2.?編譯：在 .i 文件的基礎上進行語法檢查，包括語法分析、詞法分析、語義分析和符號匯總等操作。這個階段的輸出是一個匯編代碼文件（.s?文件）。值得強調(diào)的是，在生成匯編代碼時，函數(shù)的調(diào)用會被標記為一個 call?指令，其中存儲了該函數(shù)在代碼段的地址。當程序執(zhí)行到這個 call?指令時，會跳轉(zhuǎn)到相應的函數(shù)匯編代碼處，并開始創(chuàng)建函數(shù)棧幀以及執(zhí)行具體函數(shù)的實現(xiàn)。需要特別注意的是，如果函數(shù)的定義和聲明分離，這里的 call?指令并沒有具體的地址，只是先標記個名字，具體的函數(shù)地址會在最后的鏈接階段通過這個名字去查找。如果找不到函數(shù)定義，鏈接階段會報錯。

3. 匯編：將代碼翻譯成機器語言，簡單來說就是將?.s?文件中的匯編代碼轉(zhuǎn)換成二進制的機器碼并生成?.o 文件。并且會生成符號表，符號表記錄了程序中使用的各種符號（如變量、函數(shù)名、常量等）以及它們在內(nèi)存中的地址或其他相關信息。

4. 鏈接：將編譯生成的目標文件合并為可執(zhí)行文件。在鏈接階段，編譯器將解析符號引用，確定符號的地址，執(zhí)行重定位，最終生成一個包含所有必要信息的可執(zhí)行文件，以便在運行時被操作系統(tǒng)加載和執(zhí)行。這一過程確保了程序的各個部分正確連接，并能夠在內(nèi)存中協(xié)同工作。編譯中提到的鏈接不確定的函數(shù)地址就是在這一步驟中通過合并匯總后的符號表完成的。鏈接成功后，windows下生成后綴為 .exe的可執(zhí)行文件，Linux下則是默認生成?a.out 的可執(zhí)行文件。

現(xiàn)在你對這四個步驟已經(jīng)有一定的了解了，那么我們來解決如何尋找函數(shù)地址，也就是如何為函數(shù)命名的問題。這里以Linux下的 gcc 和 g++編譯器來展示C和C++在編譯階段是怎么為函數(shù)命名的。

首先來看 C++對應的 g++編譯器是怎么做的：?

這里我用 vim 寫了一段代碼，接下來我們看一下用 g++編譯過后的結果：

可以發(fā)現(xiàn)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。修飾過后的名字以 _Z 開頭，接著是函數(shù)名的字符個數(shù)，然后是函數(shù)名，最后是參數(shù)類型的簡稱。這也就解釋了為什么函數(shù)重載支持參數(shù)個數(shù)、類型、類型順序的不同，但不支持返回值的不同，因為在這個命名規(guī)則中并未包含返回值信息。

接下來用同一段代碼我們來看看C語言編譯器也就是Linux下的gcc編譯器是怎么命名的：

注意到了吧，在Linux下使用gcc編譯后，函數(shù)名并沒有被修飾，仍然保持原始函數(shù)名。這也解釋了為什么C語言無法支持函數(shù)重載，因為同名函數(shù)將無法被編譯器區(qū)分。

windows下vs編譯器對函數(shù)名字修飾規(guī)則相對復雜難懂，但道理都是類似的，這里就不做細致的研究了，感興趣的話可以上網(wǎng)找一下相關資料。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-772865.html

到了這里，關于【C++】函數(shù)重載詳解的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！