C++之如何徹底理清重載函數(shù)匹配

小編給大家分享一下C++之如何徹底理清重載函數(shù)匹配，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

匹配過程

為便于說明，將函數(shù)匹配分為三個(gè)階段，確定候選函數(shù)，確定可行函數(shù)，確定最佳匹配函數(shù)。

確定候選函數(shù)

候選函數(shù)也就是和被調(diào)用的函數(shù)同名，并且其聲明在調(diào)用點(diǎn)可見。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子。

假設(shè)有兩個(gè)文件，1.cpp和2.cpp，內(nèi)容分別如下：

1.cpp：

//函數(shù)1
 void f(int a,short b)
 {
 cout<<"func0"<<endl;
 }

2.cpp：

#include<iostream>
 using namespace std;
 //函數(shù)2
 void f(int a,double b)
 {
 cout<<"func1"<<endl;
 }
 //函數(shù)3
void f(int a, int b)
 {
 cout<< "func2"<<endl;
 }
 //函數(shù)4
 void f1()
 {
 cout<<"func3"<<endl;
 }
 int main()
 {
 f(3,4.5);
 return 0;
 }

在這里，候選函數(shù)其實(shí)只有兩個(gè)，其中第一個(gè)函數(shù)在其調(diào)用點(diǎn)不可見，而第四個(gè)函數(shù)和被調(diào)用的函數(shù)不同名，因此這兩個(gè)都不是候選函數(shù)。

確定可行函數(shù)

可行函數(shù)指的是本次調(diào)用傳入的實(shí)參能夠被候選函數(shù)使用。它要滿足兩個(gè)條件， 一是形參數(shù)量和實(shí)參數(shù)量相同，二是每個(gè)實(shí)參的類型和對(duì)應(yīng)形參類型相同或者能夠轉(zhuǎn)換成形參的類型。

還是前面的例子，實(shí)參的個(gè)數(shù)和類型與第二個(gè)函數(shù)完全匹配，而在經(jīng)過算術(shù)轉(zhuǎn)換之后，也能夠與第三個(gè)函數(shù)匹配。

確定最佳匹配函數(shù)

最佳匹配的函數(shù)是最終調(diào)用的。最佳匹配最基本的思想是認(rèn)為，實(shí)參類型越接近，它們就越匹配。還是前面的例子，實(shí)參要與第三個(gè)函數(shù)匹配，需要進(jìn)行算術(shù)轉(zhuǎn)換，而與第二個(gè)函數(shù)完全匹配，因此第二個(gè)函數(shù)是最佳匹配函數(shù)。最終的運(yùn)行結(jié)果如下：

func1

最佳匹配原則

一般來說，精確匹配肯定比需要類型轉(zhuǎn)換的匹配要更好，但是當(dāng)形參有多個(gè)，并且無法完全精確匹配的時(shí)候，要確定最佳匹配函數(shù)就有點(diǎn)困難了。

但是有下面的原則：

• 函數(shù)的每個(gè)實(shí)參的匹配都不能比其他可行函數(shù)更差

• 函數(shù)至少有一個(gè)實(shí)參的匹配要比其他可行函數(shù)更好

那么問題又來了，什么是更好，什么又是更差呢？編譯器將實(shí)參類型到形參類型的轉(zhuǎn)換劃分了等級(jí)：

1.精確匹配，包括實(shí)參類型和形參類型相同，實(shí)參從數(shù)組或函數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的指針類型，向?qū)崊⑻砑禹攲觕onst或從實(shí)參刪除頂層const

2.通過const轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的匹配

3.通過類型提升實(shí)現(xiàn)的匹配

4.通過算數(shù)類型轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的匹配

5.通過類類型轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的匹配

等級(jí)越前，匹配也就越好。接下來對(duì)上面的內(nèi)容做一些解釋。

精確匹配

精確匹配比較容易理解。關(guān)于頂層const問題，可以參考《函數(shù)重載》

通過const轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的匹配

所謂通過const轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的匹配，指的是通過加const限定詞，能夠與可行函數(shù)精確匹配。例如：

#include <iostream>
using namespace std;
//函數(shù)1
/*
int f(string &a)
{
 cout<<"call function 1"<<endl;
 return 0;
}*/
//函數(shù)2
int f(const string &a)
{
 cout<<"call function 2"<<endl;
 return 0;
}
int main()
{
 string test = "test";
 f(test);
 return 0;
}

在這里，test可以通過const轉(zhuǎn)換，從而匹配函數(shù)2，將能夠找到最佳匹配函數(shù)2（當(dāng)前情況它也只有一個(gè)可選了）。
運(yùn)行結(jié)果如下：

call function 2

如果把函數(shù)1的注釋去掉再運(yùn)行，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然第一個(gè)調(diào)用既能匹配函數(shù)1，也能匹配函數(shù)2，但是由于匹配函數(shù)2的時(shí)候，需要const轉(zhuǎn)換，因此比精確匹配要差，最終，它會(huì)調(diào)用函數(shù)1。
去掉函數(shù)1的注釋后，運(yùn)行結(jié)果如下：

call function 1

通過類型提升實(shí)現(xiàn)的匹配

關(guān)于類型提升，這里不多做介紹。簡(jiǎn)單說明類型提升規(guī)則：

• float將提升到double

• char、short和相應(yīng)的signed、unsigned類型將提升到int

我們來看一個(gè)示例：

#include <iostream>
using namespace std;
//函數(shù)1
/*
int f(short a)
{
 cout<<"call function 1"<<endl;
 return 0;
}*/
//函數(shù)2
int f(int a)
{
 cout<<"call function 2"<<endl;
 return 0;
}
int main()
{
 short a = 2;
 f(a);
 return 0;
}

同樣地，我們暫時(shí)把函數(shù)1注釋掉。由于a是short類型，但是通過類型提升，可以轉(zhuǎn)換為int，因?yàn)樗材苷{(diào)用函數(shù)2。運(yùn)行結(jié)果如下：

call function 2

但去掉函數(shù)1注釋后，由于精確匹配優(yōu)于通過類型提升的匹配，因此將會(huì)調(diào)用函數(shù)1，運(yùn)行結(jié)果如下：

call function 1

通過算術(shù)類型轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的匹配

short int和float，double等之間的轉(zhuǎn)換，都是算術(shù)類型之間的轉(zhuǎn)換。我們?nèi)匀粊砜匆粋€(gè)例子：

#include <iostream>
using namespace std;
//函數(shù)1
int f(int a)
{
 cout<<"call function 1"<<endl;
 return 0;
}
//函數(shù)2
int f(double a)
{
 cout<<"call function 2"<<endl;
 return 0;
}
int main()
{
 short a = 2;
 f(a);
 return 0;
}

在這里，short類型的a既可以通過類型提升轉(zhuǎn)換為int，也可以通過算術(shù)類型轉(zhuǎn)換成為double。這個(gè)時(shí)候，哪個(gè)才是最佳匹配呢？我們看運(yùn)行結(jié)果：

call function 1

對(duì)于這個(gè)結(jié)果，并不意外，因?yàn)榍懊嫖覀円呀?jīng)說到，通過類型提升的轉(zhuǎn)換是優(yōu)于算術(shù)轉(zhuǎn)換的，因而函數(shù)1是它的最佳匹配函數(shù)。

通過類類型轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的匹配

這里不多做介紹。我們也很容易理解。諸如父類和子類之間的轉(zhuǎn)換都是如此。

二義性示例

前面基本能夠找到最佳匹配，我們來看一個(gè)有多個(gè)可行函數(shù)，最后卻沒有最佳匹配的情況。

#include<iostream>
using namespace std;
//函數(shù)1
void f(double a,int b)
{
 cout<<"function 1"<<endl;
}
//函數(shù)2
void f(int a,double b)
{
 cout<<"function 2"<<endl;
}
int main()
{
 f(1,1);
 return 0;
}

函數(shù)1和函數(shù)2都是可行函數(shù)，但它們都沒有在任意一個(gè)參數(shù)上比對(duì)方更好，因此將會(huì)產(chǎn)生二義性，編譯時(shí)將會(huì)報(bào)錯(cuò)：

error: call of overloaded ‘f(int, int)' is ambiguous

總結(jié)

• 調(diào)用重載函數(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。

• 設(shè)計(jì)重載函數(shù)時(shí)應(yīng)避免可能產(chǎn)生的二義性。

• 如果無法找到可行函數(shù)，編譯器將報(bào)錯(cuò)。

• 設(shè)計(jì)重載函數(shù)的時(shí)候，希望避免需要用到上面的知識(shí)，而在定位問題時(shí)能夠利用上面的知識(shí)很快定位問題。

以上是“C++之如何徹底理清重載函數(shù)匹配”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助，如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道！