【C++】函数重载

在自然语言中一个词可以有多种含义，人们可以通过上下文来判断这个词的真是含义，即该词被重载了
比如：以前有一个笑话，国有两个体育项目大家根本不用看，也不用担心。一个是乒乓球，一个是男足。前者是“谁也赢不了！”，后者是“谁也赢不了！”

函数重载的概念

C++允许在同一个作用域声明几个功能类似的同名函数。这些函数要满足三个不同：参数的个数，参数的类型和参数的顺序，即构成函数重载。
我们来看一下构成重载的几个函数

int f(int a,int b);
double f(double a,double b);
void f(int a,double b);
void f(double a,int b);
void f();

需要注意的是：返回值相同与否并不影响是否重载，所以只有返回值不同的函数不构成重载。

下面来区分一下两队比较容易出错的函数重载

void f(int a);
void f(int a=0);

这两个函数的区别是缺省值不同，而函数重载的定义是三个不同，关注的是形参的类型，与缺省值无关，所以不构成重载。

void f();
void f(int a=0);

这两个函数就构成函数重载，因为他们的参数个数不同，第一个无参，第二个有一个参数，但是当我们在使用这两个函数时，如果我们没有给函数传值，那么这时调用两个函数都是可以的，这就出现了歧义，编译器也不能确定调用哪一个，所以我们不能这样写重载函数。

重载的原理

C++是如何支持函数重载的呢？C语言又为什么不能支持函数重载呢？
首先我们要了解一下编译的过程

编译分为4步，我大致的梳理一下

1.预处理–头文件的展开，宏替换，条件编译，去掉注释等。生成(.i)文件
2.编译–检查语法，生成汇编代码。生成(.s)文件
3.汇编–把汇编代码转换成二进制的机器码。生成(.o)文件
4.链接-把二进制的机器码和在一起。生成(.out)文件

要理解函数重载的原理，我们就可以看一下生成的汇编代码，可以帮助我们理解计算机是如何实现函数的调用的。
我们先写两个重载函数

void f()
{
    cout<<"f()"<<endl;
}
void f(int a)
{
    cout<<"f(a)"<<endl;
}
int main()
{
    f();
    f(1);
    return 0;
}

在VS编译器下，我们可以在调试时点鼠标右键—>进入反汇编 看当前代码对应的汇编代码
这是我的编译器上的汇编代码

调用函数的操作在汇编代码下变成了call f（一个地址）。
现在我在通过这个地址去看看这个地址是什么意思。

这个地址是一个jmp指令的地址，这个jmp指令又跳到了另一个地址上，我们再通过后面的地址去看看这是什么

到了这里大家应该就发现了，这不就是我们函数定义的地方吗。

那我们就可以发现，在我们调用函数的时候，首先要拿到一个jmp指令的地址（call (地址)），然后再jmp到函数的地址上（jmp (地址)）。
问题就出在了call找f()的地址上，在预处理时，头文件中一般只有函数的声明，没有定义，那在汇编中的地址就是这样的状态call f(?)（这个问号只是表示这个地址是未知的，并不代表汇编代码这里真的是’?’），在C语言中，两个调用函数都会变成call f(?)，也就是说，C语言识别函数的方法是通过函数名这种方法来识别的，非常简单。
而代码在从.c文件到.i文件再到.o文件时，之前的每一个.c文件都会生成一个对应的.o文件。
在每个对应的.o文件下都会生成一个符号表，符号表里存储的内容之一就是这个里面函数的地址。

当我test.o里的两个函数想要去func.o的符号表里去找函数的地址时，我们发现，它俩的名字是一样的，因为他们是同名函数，而C语言又是依靠函数名在符号表里寻找函数地址的，所以就会出现有两个函数名一样的地址，虽然地址是两个不同函数的地址，但是区分他们的符号是相同的，那就会造成链接错误，这也就是C语言无法支持函数重载的原因。

总结一下C语言不支持重载的原因：

（1）编译生成的两个重载函数的函数名相同，在func.o的符号表中存在歧义和冲突。
（2）链接的时候也存在歧义和冲突，因为他们都是使用函数名去表示和查找的，而重载函数的函数名相同。

而C++又是这么支持了函数重载的呢？

C++的目标文件符号表不是直接用函数名来表示和查找函数了
（1）C++修改了函数名的修饰规则（不同的编译器修饰规则不同），使修饰符号不光与函数名有关，还与参数有关。
（2）有了函数名修饰规则，那么只要参数不同，func.o的符号表里的重载函数就不存在冲突了。
（3）在链接时，test.o里调用那两个函数时他们查找的地址也是明确的。**

到这里我们就理解了为什么C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修饰规则来区分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。
另外我们也理解了，为什么函数重载要求参数不同，因为C++正是通过在修饰函数名时加上了参数的影响做到区分同名函数的。

函数名的修饰规则比较复杂，而且在不同的编译器下又不一样，大家可以去看看别的大佬在这方面的文章，这里就不赘述了。

以上就是本篇的全部内容。