C++ 函数重载

一、C++ 中的函数重载

在 C++ 中，函数重载允许你定义多个具有相同名称但参数不同的函数。函数重载用于实现多态性，这是面向对象编程系统中的一个重要概念。

函数重载的语法

考虑以下两个具有相同名称但参数不同的函数声明：

return_type function_name(parameter1);
return_type function_name(parameter2);

函数重载示例

在下面的示例中，我们定义了三个具有相同名称但参数不同的函数。这个示例展示了函数重载的实现：

#include<iostream>
using namespace std;

// 添加两个整数（函数定义 1）
int addition(int a, int b) {
   return a + b;
}

// 添加三个整数（函数定义 2）
int addition(int a, int b, int c) {
   return a + b + c;
}

// 添加两个浮点数（函数定义 3）
float addition(float a, float b) {
   return a + b;
}

int main() {
   cout<<addition(10.5f, 20.3f)<<endl;
   cout<<addition(10, 20, 30)<<endl;
   cout<<addition(10, 20)<<endl;

   return 0;
}

输出

30.8
60
30

二、函数重载的工作原理

在具有相同名称的不同函数（函数重载）的情况下，当编译器到达特定的函数调用时，它会根据参数类型、顺序或参数数量检查不同的函数定义，并执行匹配的函数定义。

示例

假设存在三个具有不同参数的函数定义来添加数字：

// 添加两个整数（函数定义 1）
int addition(int a, int b) {
   return a + b;
}

// 添加三个整数（函数定义 2）
int addition(int a, int b, int c) {
   return a + b + c;
}

// 添加两个浮点数（函数定义 3）
float addition(float a, float b) {
   return a + b;
}

并且，你在以下顺序中调用函数：

addition(10.5f, 20.3f); // 函数调用 1
addition(10, 20, 30); // 函数调用 2
addition(10, 20); // 函数调用 3

在上述函数调用中，函数定义将按照以下顺序被调用：

函数调用 1 将执行函数定义 3，因为我们传递了两个浮点值。
函数调用 2 将执行函数定义 2，因为我们传递了三个整数值。
函数调用 3 将执行函数定义 1，因为我们传递了两个整数值。

三、基于参数数量的函数重载

这种方法涉及定义具有相同名称但参数数量不同的多个函数。

语法

void display(int a);  // 接受一个参数
void display(int a, double b);  // 接受两个参数

示例

下面的示例展示了基于参数数量的函数重载：

#include <iostream>
using namespace std;

// 基于参数数量的函数重载
void display(int a) {
   cout << "Display with one integer: " << a << endl;
}
void display(int a, double b) {
   cout << "Display with an integer and a double: " << a << " and " << b << endl;
}
int main() {
   // 调用第一个重载
   display(10);     

   // 调用第二个重载
   display(10, 3.14); 
   return 0;
}

输出

Display with one integer: 10
Display with an integer and a double: 10 and 3.14

四、基于不同参数类型的函数重载

这种方法涉及定义具有相同名称但参数类型不同的多个函数。

语法

void show(int a);  // 参数为 int 类型
void show(double a);  // 参数为 double 类型

示例

下面的示例展示了基于不同参数类型的函数重载：

#include <iostream>
using namespace std;

// 整数输入的函数
void show(int a) {
   cout << "Integer value: " << a << std::endl;
}
// 浮点数输入的函数
void show(double a) {
   cout << "Double value: " << a << std::endl;
}
int main() {
   show(10);  
   show(3.14);      
   return 0;
}

输出

Integer value: 10
Double value: 3.14

五、基于不同参数顺序的函数重载

这种方法涉及定义具有相同名称但参数顺序不同的多个函数。

语法

// 先整数后浮点数，
// 可以是任何数据类型（bool, char 等）
void display(int a, double b) { 
   cout << "Integer and Double: " << a << ", " << b << endl;
}

// 先浮点数后整数
void display(double a, int b) {  
   cout << "Double and Integer: " << a << ", " << b << endl;
}

示例

下面的示例展示了基于不同参数顺序的函数重载：

#include <iostream>
using namespace std;

void display(int a, double b) {
   cout << "Integer and Double: " << a << ", " << b << endl;
}

void display(double a, int b) {
   cout << "Double and Integer: " << a << ", " << b << endl;
}
int main() {
   display(10, 3.14);
   display(3.14, 10);
   return 0;
}

输出

Integer and Double: 10, 3.14
Double and Integer: 3.14, 10

六、函数重载的应用场景

在 C++ 中，函数重载是一个强大的特性，允许你使用相同的函数名称根据不同的参数列表执行不同的任务。这可以导致更易读和易于维护的代码。以下是一些常见的场景和示例，在这些地方函数重载是有用的：

不同数据类型 — 函数重载对于使用通用函数名处理各种数据类型是有用的。
不同数量的参数 — 函数重载提供了灵活性，适用于具有不同数量参数的函数。
参数类型和顺序 — 函数重载处理不同类型的参数或它们的顺序。
不同操作 — 函数重载支持针对不同数据类型或上下文的类似操作。
不同上下文 — 函数重载提供了功能的变化，以适应不同的要求或详细程度。