C++ 函数重载

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前言：自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重载了。

一、函数重载

1.1 函数重载是什么

 C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数，这些同名函数的形参列表必须不同(参数个数 或 参数类型 或 参数顺序)，常用来处理功能类似数据类型不同的问题。C++编译器会根据传入函数参数类型、参数个数、参数顺序调用相对应的重载函数。

1.2 函数重载条件

满足下面条件之一都可以构成函数重载，注意：函数返回值类型不同不构成函数重载

1.2.1 函数形参个数不同

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

int add(int x, int y,int z)
{
	return x + y + z;
}

1.2.2 函数形参类型不同

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

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

对于类的非静态成员函数，使用const修饰也构成函数重载，因为函数隐藏的this参数类型不同。

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class A
{
public:
    void show() // this类型 A* const
    {
        cout << "show()" << endl;
    }

    void show() const  // // this类型 const A* const
    {
        cout << "show() const" << endl;
    }
};

1.2.3 函数形参顺序不同

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double add(int x, double y)
{
	cout << "1" << endl;
	return x + y;
}

double add(double x, int y)
{
	cout << "2" << endl;
	return x + y;
}

下面这种不算形参顺序不同

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

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

二、函数重载原理

C语言或C++编译器在编译过程中使用Name Mangling即名字修饰技术对函数名进行修饰后生成新的内部函数名，C/C++标准没有统一名字修饰规则，因此经过不同编译器对函数名修饰后会产生不同风格的内部函数名

在编译阶段：将预编译后的文件编译为汇编代码 ，并会会进行符号汇总（汇总全局符号，如全局变量、函数名)，对函数名会用Name Mangling进行修饰

汇编阶段：把汇编代码转换为机器指令（二进制指令）的目标文件，形成符号表，符号表中函数名为修饰后新的内部函数名

链接阶段：将多个目标文件和函数库链接为可执行程序，若一个目标文件调用一个函数，该函数不是在此文件中定义，将会去其他目标文件的符号表中查找函数名对应函数地址并调用

详细细节可参考本博客

在这里插入图片描述

2.1 C语言不支持函数重载原因

由于不同C语言编译器名字修饰规则不同，这里采用gcc编译器测试
在这里插入图片描述
使用gcc编译器编译提醒函数add重复定义发生了冲突，编译失败

gcc编译器的名字修饰规则：修饰后内部新函数名与原来函数名一样

在这里插入图片描述
1.由于修饰后函数名与原来函数名一样，所以在编译阶段进行符号汇总的时候两个函数都叫add，发生了冲突，无法继续进行下去

2.就算编译阶段强行符号汇总过去，那么链接阶段生成的符号表里面会有两个add函数，并且每个函数对应函数地址不同，当其他目标文件需要用到add函数时不知道填充哪个函数地址

2.1 C++支持函数重载原因

由于不同C++编译器名字修饰规则不同，这里采用g++编译器测试
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g++编译器的名字修饰规则：_Z+函数名长度+函数名+形参类型的首字母
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
1. 根据名字修饰规则，虽然多个函数的名字相同，但是它们的形参个数、形参类型、形参顺序不一样，修饰后的内部函数名也就不相同，在编译阶段的符号汇总及汇编阶段的符号表中，内部函数名不相同，不会发生冲突

2. 当某个目标文件需要调用对应函数时，只需要到对应函数所在目标文件的符号表中查找内部函数名对应函数地址即可