C++语法之函数重载和默认参数

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函数重载（Overload）

C语言中没有函数重载

C++语言中有函数重载

函数名相同，参数个数不同、参数类型不同、参数顺序不同

例如下面就是函数重载

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void sum(int a, int b){
    cout << a+b << endl;
}

void sum(int a, double b){
   cout << a+b << endl;
}

返回值类型与函数重载无关

返回值类型与函数重载无关，下面代码不构成重载，编译会报错

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//返回值类型与函数重载无关
int func(){
    return 0;
}

double func(){
    return 0;
}

实参的隐式类型转换可能会产生二义性

不同编译器有不同处理

下面代码在vs上编译不过，但是在Xcode中可以编译通过。

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#include "iostream"
using namespace std;

void sum(double a){
    cout << a << endl;
}

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

int main(){
    sum(10);
    
    return 0;
}

函数重载的本质

  • 采用了name mangling或者叫name decoration技术
    • C++编译器默认会对符号名（比如函数名）进行改编、修饰，有些地方翻译为“命名倾轧”
    • 重载时会生成多个不同的函数名，不同编译器（MSVC、g++）有不同的生成规则
    • 通过IDA打开【VS_Release_禁止优化】可以看到 或者通过hopper查看

源码

下面的代码

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#include "iostream"
using namespace std;

void sum(double a){
    cout << a << endl;
}

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

int main(){
    return 0;
}

在代码中，void sum(double a){} 和 void sum(int a){} 是如何重载，调用函数的时候是如何能正确找到对应的函数呢？

汇编

我是用xcode的编译出可执行文件，放在hopper中查看

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		   __Z3sumd:        // sum(double)
0000000100000ce0         push       rbp         ; CODE XREF=_main+23
0000000100000ce1         mov        rbp, rsp
0000000100000ce4         sub        rsp, 0x10
0000000100000ce8         mov        rdi, qword [__ZNSt3__14coutE_100001000]
0000000100000cef         movsd      qword [rbp+var_8], xmm0
0000000100000cf4         movsd      xmm0, qword [rbp+var_8]
0000000100000cf9         call       imp___stubs___ZNSt3__113basic_ostreamIcNS_11char_traitsIcEEElsEd ; std::__1::basic_ostream<char, std::__1::char_traits<char> >::operator<<(double)
0000000100000cfe         mov        rdi, rax
0000000100000d01         lea        rsi, qword [__ZNSt3__1L4endlIcNS_11char_traitsIcEEEERNS_13basic_ostreamIT_T0_EES7_]
0000000100000d08         call       __ZNSt3__113basic_ostreamIcNS_11char_traitsIcEEElsEPFRS3_S4_E ; std::__1::basic_ostream<char, std::__1::char_traits<char> >::operator<<(std::__1::basic_ostream<char, std::__1::char_traits<char> >& (*)(std::__1::basic_ostream<char, std::__1::char_traits<char> >&))
0000000100000d0d         mov        qword [rbp+var_10], rax
0000000100000d11         add        rsp, 0x10
0000000100000d15         pop        rbp
0000000100000d16         ret
                        ; endp
0000000100000d17         nop        word [rax+rax]

可知 void sum(double a){} 被编译器修改为函数__Z3sumd

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                     __Z3sumi:        // sum(int)
0000000100000da0         push       rbp
0000000100000da1         mov        rbp, rsp
0000000100000da4         sub        rsp, 0x10
0000000100000da8         mov        rax, qword [__ZNSt3__14coutE_100001000]
0000000100000daf         mov        dword [rbp+var_4], edi
0000000100000db2         mov        esi, dword [rbp+var_4]
0000000100000db5         mov        rdi, rax
0000000100000db8         call       imp___stubs___ZNSt3__113basic_ostreamIcNS_11char_traitsIcEEElsEi ; std::__1::basic_ostream<char, std::__1::char_traits<char> >::operator<<(int)
0000000100000dbd         mov        rdi, rax                                    ; argument #1 for method __ZNSt3__113basic_ostreamIcNS_11char_traitsIcEEElsEPFRS3_S4_E
0000000100000dc0         lea        rsi, qword [__ZNSt3__1L4endlIcNS_11char_traitsIcEEEERNS_13basic_ostreamIT_T0_EES7_]
0000000100000dc7         call       __ZNSt3__113basic_ostreamIcNS_11char_traitsIcEEElsEPFRS3_S4_E ; std::__1::basic_ostream<char, std::__1::char_traits<char> >::operator<<(std::__1::basic_ostream<char, std::__1::char_traits<char> >& (*)(std::__1::basic_ostream<char, std::__1::char_traits<char> >&))
0000000100000dcc         mov        qword [rbp+var_10], rax
0000000100000dd0         add        rsp, 0x10
0000000100000dd4         pop        rbp
0000000100000dd5         ret
                        ; endp
0000000100000dd6         nop        word [cs:rax+rax]

可知 void sum(int a){} 被编译器修改为函数__Z3sumi

这样当我们调用的时候

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int main(){
    sum(10.5);
    return 0;
}

汇编如下，可知：因为 10.5是double类型，调用函数的时候是调用 __Z3sumd

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0000000100000de0         push       rbp
0000000100000de1         mov        rbp, rsp
0000000100000de4         sub        rsp, 0x10
0000000100000de8         movsd      xmm0, qword [0x100000f80]
0000000100000df0         mov        dword [rbp+var_4], 0x0
0000000100000df7         call       __Z3sumd        ; sum(double)
0000000100000dfc         xor        eax, eax
0000000100000dfe         add        rsp, 0x10
0000000100000e02         pop        rbp
0000000100000e03         ret
                        ; endp
0000000100000e04         nop        word [cs:rax+rax]
0000000100000e0e         nop

函数重载结论

由上面的汇编代码可知，当参数类型不同的时候，编译器会生成不同的函数名作为区别，这样就能实现函数重载。

默认参数

规则

C++允许函数设置默认参数，在调用时可以根据情况省略实参。规则如下：

  • 默认参数只能按照右到左的顺序
  • 如果函数同时有声明、实现，默认参数只能放在函数声明中
  • 默认参数的值可以是常量、全局符号（全局变量、函数名）

用法：如果函数的实参经常是同一个值，可以考虑使用默认参数

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#include "iostream"
using namespace std;

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

// test2函数
// a没有默认值
// b 默认值是 10
// 最后一个参数默认值是个函数
void test2(int a, int b = 10, void (*func)() = test){
     cout << "a is " << a << endl;
     cout << "b is " << b << endl;
     func();
}

int main(){
    test2(3);
    return 0;
}

可能有冲突，二义性

  • 函数重载、默认参数可能会产生冲突、二义性（建议优先选择使用默认参数）

例如下面的代码中， 调用test(3); 会报错，因为不知道要执行哪个函数。

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#include "iostream"
using namespace std;

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

void test(int a,int b = 10){
    cout << a << endl;
}


int main(){
    test(3); // 这里报错，因为不知道要执行哪个函数
    test(10,20); //这一句可以正确
    return 0;
}

总结：如果函数的实参经常是同一个值，可以考虑使用默认参数