|
В программировании то и дело случается
писать функции для схожих действий, выполняемых над различными типами и
наборами данных. Возьмите, например, функцию, которая должна возвращать квадрат
своего аргумента. В C/C++ возведение в квадрат целого и числа с плавающей
точкой – существенно разные операции. Вообще говоря, придется написать две
функции – одну, принимающую целый аргумент и возвращающую целое, и вторую,
принимающую тип double и возвращающую также double. В С функции должны иметь уникальные
имена. Таким образом, перед программистом встает задача придумывать массу имен
для различных функций, выполняющих аналогичные действия. Например, SquareInt() и SquareDbl() .
В C++ допускаются перегруженные
имена функций (термин взят из лингвистики), когда функции с одним именем можно,
тем не менее, идентифицировать по их списку параметров, т.е. контексту, в
котором имя употребляется.
Рассмотрим следующий пример с возведением
переменных разного типа в квадрат. В нем предусмотрено еще "возведение в
квадрат” строки, когда результатом функции должна быть строка, в которой любые
символы, кроме пробелов, удваиваются.
int Square(int arg)
{
return arg*arg;
}
double Square(double arg)
{
return arg*arg;
}
char *Square(const char *arg, int n)
{
static char res[256];
int j = 0;
while (*arg && j < n)
{ if (*arg != ' ') res[j++] = *arg;
res[j++] = *arg++;}
res[j] = 0;
return res;
}
int main(void)
{
…
int x = 11;
double у =
3.1416;
char msg[] = "Output from overloaded Function!";
printf("Output: %d, %f, %s\n", Square (x) , Square (y) ,
Square (msg, 32) ) ;
…
}
Результат работы программы показан на
рис. 6.1.
Рис. 6.1 Пример с
тремя перегруженными функциями
При вызове перегруженной функции
компилятор определяет, какую именно функцию требуется вызвать, по типу
фактических параметров. Этот процесс называется разрешением перегрузки (перевод
английского слова resolution
в смысле «уточнение»). Тип возвращаемого функцией значения в разрешении не
участвует. Механизм разрешения сводится к тому, чтобы использовать функцию с
наиболее подходящими аргументами и выдать сообщение, если такой не найдется.
Допустим, имеется четыре варианта функции, определяющей наибольшее значение:
// Возвращает наибольшее из двух целых:
int max(int, int):
// Возвращает подстроку наибольшей длины:
char* max(char*, char*);
// Возвращает наибольшее из первого
параметра и длины второго:
int max (int,
char*):
// Возвращает наибольшее из второго
параметра и длины первого:
int max (char*, int);
void f(int a, int b, char* c, char* d)
{
cout << max (a, b) << max(c, d) << max(a, c) <<
max(c, b);
}
При вызове функции max компилятор выбирает соответствующий
типу фактических параметров вариант функции (в приведенном примере будут последовательно
вызваны все четыре варианта функции).
Если точного соответствия не найдено,
выполняются продвижения порядковых типов в соответствии с общими правилами
преобразования типов, например, bool
и char в int, float в double и т. п. Далее выполняются
стандартные преобразования типов, например, int в double
или указателей в void*.
Следующим шагом является выполнение преобразований типа, заданных пользователем,
а также поиск соответствий за счет переменного числа аргументов функций. Если
соответствие на одном и том же этапе может быть получено более чем одним
способом, вызов считается неоднозначным и выдается сообщение об ошибке.
Неоднозначность может появиться при:
-
преобразовании типа;
-
использовании параметров-ссылок;
-
использовании аргументов по умолчанию.
Пример неоднозначности при преобразовании
типа:
float f(float i)
{
cout << "function float f(float i)" << endl;
return i;
}
double f(double i)
{
cout << "function double f(double i)" << endl;
return i*2;
}
int main()
{
float x = 10.09:
double у =
10.09;
cout << f(x) << endl; // Вызывается f(float)
cout << f(y) << endl; // Вызывается f(double)
cout << f(10)
<< endl; //
Неоднозначность - как преобразовать 10: во float или double?
…
}
Для устранения этой неоднозначности
требуется явное приведение типа для константы 10.
Пример неоднозначности при использовании
параметров-ссылок: если одна из перегружаемых функций объявлена как int f(int a, int b), а другая – как int f (int a, int &b), то компилятор не сможет узнать,
какая из этих функций вызывается, так как нет синтаксических различий между
вызовом функции, которая получает параметр по значению, и вызовом функции,
которая получает параметр по ссылке.
Пример неоднозначности при использовании
аргументов по умолчанию:
int f(int a){return a;}
int f(int a, int b = l){return a * b;}
int main()
{
…
cout << f(10, 2); // Вызывается вторая функция f(int,
int)
cout << f(10);
// Неоднозначность - что вызывается: f(int, int) или f(int) ?
…
}
Ниже приведены правила описания
перегруженных функций.
Перегруженные функции должны находиться в
одной области видимости, иначе произойдет сокрытие аналогично одинаковым именам
переменных во вложенных блоках.
Перегруженные функции могут иметь
параметры по умолчанию, при этом значения одного и того же параметра в разных
функциях должны совпадать. В различных вариантах перегруженных функций может
быть различное количество параметров по умолчанию.
Функции не могут быть перегружены, если
описание их параметров отличается только модификаторами const, volatile или использованием
ссылки (например, int и
const int или int и int&).
Нельзя перегружать функции, отличающиеся
только типом возвращаемого значения.
Ничего сложного в механизме перегруженных
функций нет. Перегруженные функции являются, по сути, совершенно различными
функциями, идентифицируемыми не только своим именем (оно у них одно и то же),
но и списком параметров. Компилятор выполняет т. н. декорирование имен.
дополняя имя функции кодовой последовательностью символов, кодирующей тип ее
параметров. Тем самым формируется уникальное внутреннее имя.
Вот несколько примеров того, как для
различных прототипов производится декорирование имени функции:
void Func(void); // @Func$qv
void Func(int); // @Func$qi
void Func(int, int); // @Func$qii
void Func(*char); // @Func$qpc
void Func(unsigned); // @Func$qui
void Func(const char*); // @Func$qpxc
Тип возвращаемого значения никак не
отражается на декорировании имени.
| 
