【C++】入门C++（中）

好的，我们继续，这是 C++专栏的第二篇博客，还没读过上一篇博客可以进入我创建的专栏阅读

入门C++（上）再回来哦~

下面我们要讲的第一个概念就是函数重载

函数重载

1. 函数重载概念

什么是函数重载？   简单来说，函数重载就是一词多义 下面给出它的详细定义

函数重载：是函数的一种特殊情况，C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数，这些同名函数的形参列表(参数个数 或 类型 或 类型顺序)不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题

注意：不同作用域可以随便同名
           同一作用域要同名，则需要满足重载的规则

下面我们来看一下几个构成函数重载的例子：

1.参数个数不同

2.参数类型不同

3.参数类型顺序不同

然后我们再来看一下下面的代码：

为什么这里会报错？

可以肯定的是这是不需要重载关系也是ok的（因为不同作用域可以随便同名）  

  但是在这里发生了调用歧义 所以才会报错~

再看一个例子：

这里的函数虽然构成重载，但是它们的调用会有歧义

我们再看一个例子：
 

这里我们可以得出：返回值不同是无法构成重载的

因为返回值不同，无法区分，所以返回值不是重载的条件

综上所属，调用里面中有歧义的都是不行的

最后，关于函数的重载，我们需要记住，它一定是和形参的类型是有关系的

还有就是将调用歧义和函数重载 区分开来 

2.C++支持函数重载的原理

所以为什么C++支持函数重载，而C语言不支持函数重载呢？

在这里简单介绍一下：

对于C语言不支持函数重载我们是可以很好理解的，这与之前我们在C语言中讲过的编译链接过程有关 ：一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接

链接时：

1.C语言是直接用函数名字去查找函数的地址的，所以不支持函数重载

2.在C++中，是用修饰后的函数名字去查找的，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，所以就支持函数重载

但是在如果我们在调用时不指定返回值类型，那么我们并不知道调函数的哪个返回值，就是调用时有了歧义，无法区分

所以对于C++的函数重载而言，函数返回值不同并不能构成函数重载，因为这不是函数名修饰规则

这也印证了我们在之前说的函数重载与 参数个数 或 类型 或 类型顺序 三者有关

接下来我们来看一下引用

引用

1. 引用概念

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空
间，它和它引用的变量共用同一块内存空间
 

引用的形式：  类型 & 引用变量名 = 引用实体

举个例子：

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
 

2. 引用特性

1.引用在定义时必须初始化

2.一个变量可以有多个引用

3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

对于第一个特性，其实很好理解，我们看下面的这行代码

int& a; // 该条语句编译时会出错

对于这里的第二个特性，可以看下面的代码：

我们发现，这里的a，b，c，d都是同一个东西

然后是第三个特性，我们看下面的代码：

int main()
{int x = 0;int& y = x;int z = 1;y = z;return 0;
}

这里是  y变成z的别名呢？   还是z赋值给y？

根据引用的第三个特性：引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

所以这里的代码y = z 意思是将  z赋值给y

我们可以验证一下：

3. 常引用

我们来看一下下面的代码：

	const int a = 10;int& ra = a; 

该语句编译时会出错,

因为a经过const修饰后是只读的
而ra变成a的别名，ra的权限是可读可写的

这是一种权限的放大，即原来 只是可读的变成的 可读可写的 所以不可以

总之，这里我们需要知道，权限不能放大
 

再看下面的代码：

const int* p1 = &m;
int* p2 = p1;

该语句编译时也会出错，这也是权限的放大
因为 const修饰是的*p1 ， 所以 p1可以修改 *p1不可以

而int* p2 = p1 ，如果我们改变*p2，那么*p1就也会被修改，所以不可以

对应的，我们可以将 int* p2 = p1 修改为 const int& p2 = p1 这样就是权限的平移，是可以的

再看一个代码：

	int* p1 = &x;const int* p2 = p1;

这是可以的，

p1是可读可写的，p2只可读

这是一种权限的缩小，即原来可读可写的变成了只可读  所以可以

这里我们可以知道，权限可以缩小

看下面代码：

double d = 12.34;
int& rd = d; 

int& rd = d;  该语句编译时会出错，这是为什么呢？仅仅因为类型不同吗？

可是如果我换成 const int& rd = d 就不会报错，这又是为什么呢？

这里其实会进行一个类型的转换，而类型转换又会生成临时变量

知道了这点，我们就可以分析其中的原因了，int& rd = d 这里要将d给rd，这里是要类型转换的，而类型转换又需要临时变量，所以其实rd引用的不是d，而是那个临时变量

我们还知道，临时变量具有常性（相当与const修饰），所以这里的int& rd = d存在权限的放大

而我们将nt& rd = d 改成 const int& rd = d ，就不会是权限的放大，而是权限的平移，所以可以

总结一下，权限可以缩小，可以平移，但绝不可以放大！

4.使用场景

做参数

void Swap(int& left, int& right)
{int temp = left;left = right;right = temp;
}

这里我们用引用的话就不用像C语言那样去传指针了，就会变得更加的方便~

而关于做返回值的使用场景，我们暂且不讲，留到以后讲类和对象时再说~
 

5. 传值、传引用效率比较

下面我们用一段代码看一下传值和传引用效率上的区别：

#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };void TestFunc1(A a){}
void TestFunc2(A& a){}void TestRefAndValue()
{
A a;
// 以值作为函数参数
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
TestFunc1(a);
size_t end1 = clock();
// 以引用作为函数参数
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
TestFunc2(a);
size_t end2 = clock();
// 分别计算两个函数运行结束后的时间
cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}

（Tips：第二个函数运行的时间为0是取整后的结果，表示运行时间不超过1ms）

通过上述代码的比较，我们由此发现传值和指针在作为传参上效率相差很大

我们也能感知到引用传参的一个极大的好处
 

6.引用和指针的区别
 

讲到这里，引用的知识差不多就介绍完了，最后我们来简单的对比一下：
 

引用和指针的不同点:

1. 在语法上，我们认为引用定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址

所以在语法层面上，我们认为引用不开空间（比如：int & b = a;），而指针是要开空间的

（比如： int * p   =  &a;）     （但是在底层，其实它们是一样的，都是指针）

2. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求

3. 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何
一个同类型实体

4. 没有NULL引用，但有NULL指针（但这个也不是绝对的，比如说    int* ptr = NULL;
    int& r = *ptr; 这里看起来对空指针解引用，但是不会报错，因为在底层其实只是存ptr的地址，没有解引用，不过如果我们接下来要访问 ：cout<< r<<endl; 才会解引用）

5. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32
位平台下占4个字节，64位平台下占8个字节)

比如我们看下面的代码及运行结果：

6. 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小

7. 有多级指针，但是没有多级引用

8. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用 是编译器自己处理（因为引用底层也是指针，但是它解引用不需要显式处理）

9. 引用比指针使用起来相对更安全（所以在C++我们更倾向用引用）
 

结语

好啦，这篇C++入门中篇的博客就先写到这里吧 我们介绍了C语言没有的两个新的概念：函数重载和引用，希望大家能有所收获~

如果文中分析，题解代码有不足的地方欢迎大家在评论区讨论和指正

接下来我也会持续更新与C++相关内容的博客

让我们在接下来的时间里一起学习，一起进步吧~