C++函数重载的深入解析

我们在开瓶瓶罐罐的时候，经常会遭遇因各种瓶口规格不同而找不到合适的工具的尴尬。所以有时候就为了开个瓶，家里要备多种规格的开瓶器。同样是开个瓶子嘛，何必这么麻烦？于是有人发明了多功能开瓶器，不管啤酒瓶汽水瓶还是软木塞的红酒瓶都能轻松打开。

然而开瓶器的问题也会发生到程序设计中。比如我们要编写一个函数来求一个数的绝对值，然而整数、浮点型数、双精度型数都有绝对值，但为它们编写的函数返回值类型却是各不相同的。比如：


代码如下:

int iabs(int a);
float fabs(float a);
double dabs(double a);

这样是不是有点备了多种开瓶器的感觉？我们能不能在程序设计中也做一个多功能的开瓶器，把所有数据类型的求绝对值都交给abs这一个函数呢？

在C++中，我们也能够把具有相同功能的函数整合到一个函数上，而不必去写好多个函数名不同的函数，这叫做函数的重（音chóng）载（Overload）。重载的本质是多个函数共用同一个函数名。

我们先来看一个函数重载的实例：（程序6.3）


代码如下:

#include "iostream.h"
int abs(int a);//当参数为整型数据时的函数原型
float abs(float a);//当参数为浮点型数据时的函数原型
double abs(double a);//当参数为双精度型数据时的函数原型
int main()
{
   int a=-5,b=3;
   float c=-2.4f,d=8.4f;
   double e=-3e-9,f=3e6;
   cout <<"a=" <<abs(a) <<endl <<"b=" <<abs(b) <<endl;//输出函数返回的结果
   cout <<"c=" <<abs(c) <<endl <<"d=" <<abs(d) <<endl;
   cout <<"e=" <<abs(e) <<endl <<"f=" <<abs(f) <<endl;
   return 0;
}
int abs(int a)//函数定义
{
   cout <<"int abs" <<endl;//显示运行了哪个函数
   return (a>=0?a:-a);//如果a大于等于零则返回a，否则返回-a。
}
float abs(float a)
{
   cout <<"float abs" <<endl;
   return (a>=0?a:-a);
}
double abs(double a)
{
   cout <<"double abs" <<endl;
   return (a>=0?a:-a);
}
运行结果：
int abs
int abs
a=5
b=3
float abs
float abs
c=2.4
d=8.4
double abs
double abs
e=3e-009
f=3e+006

运行结果表明，abs函数果然能够处理三种不同数据类型的数据了。那么我们怎样才能自己造一个“多功能工具”呢？

其实要编写一个重载函数并不是很麻烦。首先，我们要告诉电脑，同一个函数名存在了多种定义，所以，我们要给同一个函数名写上多种函数原型（如程序6.3的第二到第四行）；其次，我们要对应这些函数原型，分别写上这些函数的定义（如程序6.3的主函数体之后，对三个abs函数的定义）。

然而电脑又是如何来识别这些使用在不同环境下的“工具”的呢？
在日常生活中使用到多功能工具，如果我们不知道具体应该使用哪个工具，我们会把每个工具放上去试一试，如果只有唯一一个工具适合，那么我们就毫无疑问地能够确定就是使用它了。但是如果出现了两个或者两个以上工具都能适合，我们就分不清到底应该使用哪个是正确的了。

电脑的做法和我们是类似的。电脑是依靠函数声明时参数表中参数个数、各参数的数据类型和顺序来判断到底要运行哪个函数的。因此，当重载函数参数表完全相同的时候，电脑便无法判断应该运行哪个函数，于是程序就出错了。

我们了解了电脑是如何识别重载函数以后，发现要编写一个重载函数还是需要注意一些地方的，那就是：在重载函数中，任意两个函数的参数表中的参数个数、各参数的数据类型和顺序不能完全一样。例如int func(int a,char b)和float func(int c,char d)就不能重载，因为它们的参数个数、各参数的类型和顺序完全一样，即使形参名不同、返回值类型不同也是无济于事的。

在调用一个重载函数时，可能会发生找不到一个完全合适的函数。这时候，就需要进行数据类型的转换。由于这种方法可能导致数据丢失或数据类型不严格符合，且在充分考虑问题后，这种情况是可以尽量避免的，所以这里不再就这个问题展开论述。有兴趣的读者可以查阅其他C++的参考资料。

算法时间：重载函数
从某种意义上说，重载函数是方便了函数的使用者。在前一节我们知道，如果完成了所有函数的编写，那么完成一个程序就像搭积木一样简单了。然而如果功能相似名字却不同的函数太多，那么多“积木”搭起来也未必简单。当函数的编写者充分考虑了不同情况下应该运行稍有不同的函数，函数的使用者就不必为这些小细节而烦恼了。不过重载函数的函数名还是应该符合其功能，如果把功能完全不同的函数重载，那么就大大影响了程序的可读性。