C++ 函数重载详解

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mb646b2b3c1359c 2023-08-04 10:01:24 博主文章分类：C++

在实际开发中，有时候我们需要实现几个功能类似的函数，只是有些细节不同。例如希望交换两个变量的值，这两个变量有多种类型，可以是 int、float、char、bool 等，我们需要通过参数把变量的地址传入函数内部。在C语言中，程序员往往需要分别设计出三个不同名的函数，其函数原型与下面类似：

1. void swap1(int *a, int *b); //交换 int 变量的值
2. void swap2(float *a, float *b); //交换 float 变量的值
3. void swap3(char *a, char *b); //交换 char 变量的值
4. void swap4(bool *a, bool *b); //交换 bool 变量的值

但在C++中，这完全没有必要。C++ 允许多个函数拥有相同的名字，只要它们的参数列表不同就可以，这就是函数的重载（Function Overloading）。借助重载，一个函数名可以有多种用途。参数列表又叫参数签名，包括参数的类型、参数的个数和参数的顺序，只要有一个不同就叫做参数列表不同。【示例】借助函数重载交换不同类型的变量的值：

1. #include <iostream>
2. using namespace std;
3. 
4. //交换 int 变量的值
5. void Swap(int *a, int *b){
6. int temp = *a;
7. *a = *b;
8. *b = temp;
9. }
10. 
11. //交换 float 变量的值
12. void Swap(float *a, float *b){
13. float temp = *a;
14. *a = *b;
15. *b = temp;
16. }
17. 
18. //交换 char 变量的值
19. void Swap(char *a, char *b){
20. char temp = *a;
21. *a = *b;
22. *b = temp;
23. }
24. 
25. //交换 bool 变量的值
26. void Swap(bool *a, bool *b){
27. char temp = *a;
28. *a = *b;
29. *b = temp;
30. }
31. 
32. int main(){
33. //交换 int 变量的值
34. int n1 = 100, n2 = 200;
35. Swap(&n1, &n2);
36. cout<<n1<<", "<<n2<<endl;
37. 
38. //交换 float 变量的值
39. float f1 = 12.5, f2 = 56.93;
40. Swap(&f1, &f2);
41. cout<<f1<<", "<<f2<<endl;
42. 
43. //交换 char 变量的值
44. char c1 = 'A', c2 = 'B';
45. Swap(&c1, &c2);
46. cout<<c1<<", "<<c2<<endl;
47. 
48. //交换 bool 变量的值
49. bool b1 = false, b2 = true;
50. Swap(&b1, &b2);
51. cout<<b1<<", "<<b2<<endl;
52. 
53. return 0;
54. }

运行结果：

200, 100

56.93, 12.5

B, A

1, 0

本例之所以使用 Swap 这个函数名，而不是使用 swap ，是因为 C++ 标准库已经提供了交换两个变量的值的函数，它的名字就是 swap ，位于 algorithm 头文件中，为了避免和标准库中的 swap 冲突，本例特地将 S 大写。

既然标准库已经提供了 swap() 函数，本例为何又要自己实现一遍呢，这不是费力不讨好吗？交换两个变量的值是一个经典且实用的函数重载案例，本例这样做仅仅是为了教学演示，并不是要替代标准库中的 swap()，读者在以后的编码过程中也应该坚持使用标准库中的 swap()。

通过本例可以发现，重载就是在一个作用范围内（同一个类、同一个命名空间等）有多个名称相同但参数不同的函数。重载的结果是让一个函数名拥有了多种用途，使得命名更加方便（在中大型项目中，给变量、函数、类起名字是一件让人苦恼的问题），调用更加灵活。

在使用重载函数时，同名函数的功能应当相同或相近，不要用同一函数名去实现完全不相干的功能，虽然程序也能运行，但可读性不好，使人觉得莫名其妙。

注意，参数列表不同包括参数的个数不同、类型不同或顺序不同，仅仅参数名称不同是不可以的。函数返回值也不能作为重载的依据。

函数的重载的规则：

函数名称必须相同。
参数列表必须不同（个数不同、类型不同、参数排列顺序不同等）。
函数的返回类型可以相同也可以不相同。
仅仅返回类型不同不足以成为函数的重载。

C++ 是如何做到函数重载的

C++代码在编译时会根据参数列表对函数进行重命名，例如 void Swap(int a, int b) 会被重命名为 _Swap_int_int ， void Swap(float x, float y) 会被重命名为 _Swap_float_float 。当发生函数调用时，编译器会根据传入的实参去逐个匹配，以选择对应的函数，如果匹配失败，编译器就会报错，这叫做重载决议（ Overload Resolution ）。