函数重载与函数模板

函数重载

函数组成

返回类型 函数名称(参数列表){函数体}

函数签名：函数名称(参数列表)

C++ 允许定义同名函数，前提是它们具有不同的签名。这被称为函数重载。

C++ 编译器通过检查调用中参数的数量、类型和顺序来选择要调用的适当函数。

//重载函数
//函数名称一致，但参数列表中参数类型、顺序不同
int square(int x){return x*x;
}
double square(double y){return y*y;
}

函数重载的目的：函数重载用于创建多个同名函数，这些函数执行类似任务，但处理不同类型的数据。

编译器如何区分重载函数
重载函数通过其签名来区分。签名是函数名称及其参数类型（按顺序排列）的组合。类型安全链接可确保调用恰当的函数，且实参的类型与形参的类型相符。为实现类型安全链接，编译器会在内部对每个函数标识符进行编码，编码时纳入其参数的类型 —— 这一过程称为名称修饰（name mangling ）。这些编码因编译器而异，因此，要为特定平台创建可执行文件而进行链接的所有内容，都必须使用该平台对应的同一编译器进行编译。

下图为由 GNU C++ 在汇编语言中生成的经过修饰的函数名称。

如果函数签名一致，但返回类型不同，会造成编译错误

创建具有相同参数列表但不同返回类型的重载函数会导致编译错误。编译器仅通过参数列表来区分重载函数，这些函数的参数数量不必相同。

如果一个函数省略了默认参数，可能会与另一个重载函数的调用形式完全相同，这也会引发编译错误。

例如，若存在一个显式不接受任何参数的函数，以及另一个同名但包含所有默认参数的函数，那么当尝试以不传递任何参数的方式调用该函数名时，就会导致编译错误——编译器无法明确确定应选择哪个版本的函数。

函数模板

函数模板产生的背景
重载函数通常对不同数据类型执行类似的操作。如果对于每种数据类型，程序逻辑和操作都是相同的，那么使用函数模板可以更紧凑、便捷地实现重载。你只需编写一个函数模板定义，C++ 会自动生成独立的函数模板特化版本（也称为模板实例化），以适配所提供参数类型的每种调用类型。因此，单个函数模板定义了一个重载函数家族。使用模板进行编程也称为泛型编程。

定义了一个最大值函数模板，该模板返回三个值中的最大值

所有函数模板定义均以template关键字开头，后跟包含在尖括号（<>）中的模板参数列表。

模板参数列表中的每个参数都以关键字typename或keyword class作为前缀。

类型参数是基本类型或用户定义类型的占位符。这些占位符（在本例中为T）用于指定函数参数的类型、函数的返回类型，以及在函数定义体中声明变量。函数模板的定义方式与其他函数类似，但使用类型参数作为实际数据类型的占位符。

头文件maximum.h

// template <关键字 占位符>
template <typename T>  // or template <class T>      
T maximum(T value1, T value2, T value3) {                 T maximumValue{value1}; // assume value1 is maximum    // determine whether value2 is greater than maximumValueif (value2 > maximumValue) {                           maximumValue = value2;                               }                                                        // determine whether value3 is greater than maximumValueif (value3 > maximumValue) {                           maximumValue = value3;                               }                                                        return maximumValue;                                    }

main.cpp

 // Function template maximum test program.
#include <iostream>
#include "maximum.h" // include definition of function template maximum 
using namespace std;int main() {// demonstrate maximum with int valuescout << "Input three integer values: ";int int1, int2, int3;cin >> int1 >> int2 >> int3;// invoke int version of maximumcout << "The maximum integer value is: "<< maximum(int1, int2, int3);        // demonstrate maximum with double valuescout << "\n\nInput three double values: ";double double1, double2, double3;cin >> double1 >> double2 >> double3;// invoke double version of maximumcout << "The maximum double value is: "<< maximum(double1, double2, double3);// demonstrate maximum with char valuescout << "\n\nInput three characters: ";char char1, char2, char3;cin >> char1 >> char2 >> char3;// invoke char version of maximumcout << "The maximum character value is: "<< maximum(char1, char2, char3) << '\n';}