C++中函数重载详解

什么是函数重载

函数重载是指在一个类中定义多个同名函数，但这些函数的参数列表必须不同，以便让编译器可以根据实参的类型或个数，选择合适的函数进行调用。

函数重载解决的问题

函数重载实现了一组功能相近的函数的代码重用，提高代码的可读性和可维护性，对于不同的参数类型或个数进行了良好的兼容和处理，使得程序更加灵活。

函数重载的方法

函数重载的方法就是在同一作用域内，对同一函数名使用不同的参数列表进行多次定义。

int add(int a, int b) {
  return a + b;
}

double add(double a, double b) {
  return a + b;
}

函数重载的规则

函数重载遵循以下规则：

1. 重载的函数必须在同一个作用域内，即同一个类或同一命名空间中。在 C++ 中，全局作用域中的函数不能被重载。

2. 重载的函数必须有不同的参数列表。参数列表包括参数的类型、顺序和个数。但是，函数返回类型和函数名称并不是参数列表的一部分，因此不能仅仅因为返回类型不同就构成函数的重载。

3. 重载函数的调用时参数类型和个数必须明确，否则编译器无法确定应该调用哪个重载函数，会报错。

int add(int a, int b) {
  return a + b;
}

double add(int a, double b) {
  return a + b;
}

int main() {
  int a = 1, b = 2;
  double c = 1.5, d = 2.5;

  cout << add(a, b) << endl; // 调用 add(int, int) 函数
  cout << add(a, c) << endl; // 调用 add(int, double) 函数
  cout << add(c, d) << endl; // 编译器无法确定应该调用哪个重载函数，会报错
  return 0;
}

示例1：函数重载实现同名函数的运算

我们定义一个计算两个数的乘积的函数，可以支持 int 类型、double 类型和 float 类型，这里就需要函数重载来实现。

#include <iostream>

using namespace std;

int multiply(int a, int b) {
  cout << "int multiply" << endl;
  return a * b;
}

double multiply(double a, double b) {
  cout << "double multiply" << endl;
  return a * b;
}

float multiply(float a, float b) {
  cout << "float multiply" << endl;
  return a * b;
}

int main() {
  int a = 3, b = 4;
  double c = 2.5, d = 1.5;
  float e = 1.2, f = 2.6;

  cout << multiply(a, b) << endl; // 调用 int multiply 函数
  cout << multiply(c, d) << endl; // 调用 double multiply 函数
  cout << multiply(e, f) << endl; // 调用 float multiply 函数
  return 0;
}

示例2：函数重载实现函数默认值

我们定义一个函数，实现两个数相加，如果只传入一个参数，则将第二个参数默认设置为 0。这里也需要用到函数重载的知识。

#include <iostream>

using namespace std;

int add(int a, int b) {
  cout << "int add" << endl;
  return a + b;
}

int add(int a) {
  return add(a, 0);
}

int main() {
  int a = 3, b = 4;

  cout << add(a, b) << endl; // 调用 int add 函数
  cout << add(a) << endl; // 调用 add(int) 函数
  return 0;
}

我们通过函数重载实现了两个同名函数的不同作用，提高了程序的可用性和易读性。