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C++函数的高级特性
对比于 C 语言的函数 , C++增加了重载(overloaded)、内联(inline)、const 和 virtual四种新机制 。其中重载和内联机制既可用于全局函数也可用于类的成员函数 , const 与virtual 机制仅用于类的成员函数 。
重载和内联肯定有其好处才会被 C++语言采纳 , 但是不可以当成免费的午餐而滥用 。
本章将探究重载和内联的优点与局限性 , 说明什么情况下应该采用、不该采用以及要警惕错用 。
函数重载的概念
重载的起源
自然语言中 , 一个词可以有许多不同的含义 , 即该词被重载了 。人们可以通过上下文来判断该词到底是哪种含义 。“词的重载”可以使语言更加简练 。例如“吃饭”的含义十分广泛 , 人们没有必要每次非得说清楚具体吃什么不可 。别迂腐得象孔已己 , 说茴香豆的茴字有四种写法 。
在 C++程序中 , 可以将语义、功能相似的几个函数用同一个名字表示 , 即函数重载 。
这样便于记忆 , 提高了函数的易用性 , 这是 C++语言采用重载机制的一个理由 。例如示例 8-1-1 中的函数 EatBeef,EatFish,EatChicken 可以用同一个函数名 Eat 表示 , 用不同类型的参数加以区别 。
void EatBeef(…); // 可以改为 void Eat(Beef …);void EatFish(…); // 可以改为 void Eat(Fish …);void EatChicken(…); // 可以改为 void Eat(Chicken …);示例 8-1-1 重载函数 EatC++语言采用重载机制的另一个理由是:类的构造函数需要重载机制 。因为 C++规定构造函数与类同名(请参见第 9 章) , 构造函数只能有一个名字 。如果想用几种不同的方法创建对象该怎么办?别无选择 , 只能用重载机制来实现 。所以类可以有多个同名的构造函数 。8.1.2 重载是如何实现的?
几个同名的重载函数仍然是不同的函数 , 它们是如何区分的呢?我们自然想到函数接口的两个要素:参数与返回值 。
如果同名函数的参数不同(包括类型、顺序不同) , 那么容易区别出它们是不同的函数 。
如果同名函数仅仅是返回值类型不同 , 有时可以区分 , 有时却不能 。例如:
void Function(void);
int Function (void);
上述两个函数 , 第一个没有返回值 , 第二个的返回值是 int 类型 。如果这样调用函数:
int x = Function ();
则可以判断出 Function 是第二个函数 。问题是在 C++/C 程序中 , 我们可以忽略函数的
返回值 。在这种情况下 , 编译器和程序员都不知道哪个 Function 函数被调用 。
所以只能靠参数而不能靠返回值类型的不同来区分重载函数 。编译器根据参数为每个重载函数产生不同的内部标识符 。例如编译器为示例 8-1-1 中的三个 Eat 函数产生象_eat_beef、_eat_fish、_eat_chicken 之类的内部标识符(不同的编译器可能产生不同风格的内部标识符) 。
如果 C++程序要调用已经被编译后的 C 函数 , 该怎么办?
假设某个 C 函数的声明如下:
void foo(int x, int y);
该函数被 C 编译器编译后在库中的名字为_foo , 而 C++编译器则会产生像_foo_int_int
之类的名字用来支持函数重载和类型安全连接 。由于编译后的名字不同 , C++程序不能
直接调用 C 函数 。C++提供了一个 C 连接交换指定符号 extern“C”来解决这个问题 。
例如:
extern “C”
{
void foo(int x, int y);
… // 其它函数
}
或者写成
extern “C”
{
#include “myheader.h”
… // 其它 C 头文件
}
这就告诉 C++编译译器 , 函数 foo 是个 C 连接 , 应该到库中找名字_foo 而不是找_foo_int_int 。C++编译器开发商已经对 C 标准库的头文件作了 extern“C”处理 , 所以我们可以用#include 直接引用这些头文件 。
注意并不是两个函数的名字相同就能构成重载 。全局函数和类的成员函数同名不算重载 , 因为函数的作用域不同 。例如:
void Print(…); // 全局函数
class A
{…
void Print(…); // 成员函数
}
不论两个 Print 函数的参数是否不同 , 如果类的某个成员函数要调用全局函数Print , 为了与成员函数 Print 区别 , 全局函数被调用时应加‘::’标志 。如
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