【C++】函数重载+引用

大家好，我是苏貝，本篇博客带大家了解C++的函数重载和引用，如果你觉得我写的还不错的话，可以给我一个赞👍吗，感谢❤️

---

一. 预处理、编译、汇编、链接

在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历以下4个阶段：预处理、编译、汇编、链接

1. 预处理：头文件展开，宏替换，条件编译，去掉注释
2. 编译：检查语法，形成汇编代码。如果函数的声明和定义分离，那么main函数所在文件中有函数声明就可以编译成功
3. 汇编：把汇编代码转成二进制机器码
4. 链接：将同一项目文件经过汇编后形成的文件合并到一起，符号表的合并和符号表的重定位。
   如果函数的声明和定义分离，那么此时编译器就会通过函数名到符号表（符号表可用于确定变量或函数在内存中的位置）里查找函数的地址（地址通过函数的定义确定），所以如果没有函数定义，编译器会报错

下面用Linux的文件经过上述4个步骤后形成的文件举例

因为预处理阶段会展开头文件，因此以.cpp为后缀的文件中就将头文件的内容拷贝了，所以预处理结束后，Stack.h文件不会再形成.i文件

二. 函数重载

1 概念

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。

参数个数不同

参数的类型不同

参数的顺序不同

2 C++支持函数重载的原理—名字修饰

为什么C语言不支持函数重载，而C++支持呢？因为名字修饰

在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历预处理、编译、汇编和链接。链接时，面对调用的函数（如Add函数），链接器会使用哪个名字去找呢？这里每个编译器都有自己的 函数名修饰规则。由于Linux的函数名修饰规则简单，vs的较为复杂，因此我们下面用Linux来演示

用gcc编译器
写出test.c的代码

用gcc编译写出可执行程序，再使用objdump -S a.out来查看函数名修饰

我们发现，C语言的函数名修饰规则就是用自己的函数名，所以不能存在同名函数，否则编译器区分不开

采用g++编译器
将上面的test.c的内容拷贝到test1.cpp中，用g++编译形成可执行程序a.out，再执行命令objdump -S a.out查看函数名修饰

我们发现，C++的函数名修饰规则就不是用自己的函数名了。在Linux中，函数名修饰以_Z为前缀，后接函数名的字符个数，再接函数名，最后是函数形参的类型缩写（按顺序）。所以如果还有函数void f(int a)，那么经过修饰，结果为_Z1fi

通过这里就理解了C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修饰规则来区分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。另外如果两个函数函数名和参数是一样的，返回值不同是不构成重载的，因为调用时编译器没办法区分。

三. 引用

1 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
比如：李逵，在家称为"铁牛"，江湖上人称"黑旋风"。铁牛和黑旋风就是李逵的别名

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；
注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

第一个&表示引用，之后的两个&是对变量取地址。由结果知，引用变量b和它引用的变量a公用一块内存空间

根据上面的了解，看看下面代码的结果是什么？

答案是12，因为引用变量b和它引用的变量a公用一块内存空间

2 引用特性

1. 引用在定义时必须初始化

2. 引用定义后，不能改变指向

3. 一个变量可以有多个引用

3 常引用（权限的缩小/放大）

权限可以缩小，但不能放大

1．它是我们常见的引用；
2．引用c被const修饰，表示不能通过修改c而修改a，由a的可读可写变为c的只读，这是权限的缩小。
3．10是只读的，但d是可读可写的，权限不能放大，报错
4．10是只读的，e也是只读的，权限不变，不会报错
5．x是只读的，但y是可读可写的，权限不能放大，报错

1err，2ok
表达式的返回值以临时变量的形式存储，临时变量具有常性，不能修改，即只读，因此引用的话要加const。

权限不能放大，func参数的形参：a+b的返回值和10都是只读的，实参：int& a是可读可写的，权限放大了，报错

发生类型转换时，中间会产生临时变量。

1. 由double变为int，会发生强制类型转换，产生临时变量。相当于(int)d后, 得到了一个没有名字的变量，它的类型为int，值为1，我们把这个临时变量(1)拷贝给变量a，在执行完该语句后临时变量会被释放
2. 由double变为类型为int的引用，会发生类型转换，产生临时变量，临时变量具有常性，因此要在引用前加const

4 使用场景

1. 做参数
   我们对swap函数已经很熟悉了，之前函数的形参都是指针，现在我们用引用来当形参
   

注意：引用做形参时，引用变量名可以和实参名一样，但不建议

2. 做返回值
   查看下面代码，它的结果是什么？
   

结果是10，毫无疑问。那么，函数func1返回的是a吗？不是，a出了func1的函数作用域就被销毁，所以返回的是a的拷贝。

那下面代码的结果呢？

随机值。因为func1函数运行结束后，该函数对应的栈空间就被回收了，所以变量a的空间被回收，然而函数的返回值是变量a的别名，它是野引用，因此用ret接受函数返回值时也就是访问了已被回收的a的空间，故结果是随机值

如果我们仔细一点的话，我们还能看到编译器会报警告。至于为什么警告是说返回的是地址而非引用，我们下面会讲到

通过上面的了解，我们知道，如果函数的返回值出了该函数的作用域就被销毁（如局部变量），那就不能用引用返回。因此，能用引用返回的，是全局变量/静态变量/堆上变量等

5 引用和指针的区别

从语法上：

1. 引用是别名，不开空间，指针要开空间
2. 引用必须初始化，指针可以不初始化。所以引用更安全，因为没有空引用，但有空指针。容易出现野指针，但不容易出现野引用
3. 引用不能改变指向，指针可以
4. 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)
5. 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
6. 有多级指针，但没有多级引用
7. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理

从底层上：
在汇编层面上，没有引用，都是指针，引用编译后也转成指针了。因此，引用在底层上也要开空间，但我们一般都说引用不开空间（语法层面）

---

好了，那么本篇博客就到此结束了，如果你觉得本篇博客对你有些帮助，可以给个大大的赞👍吗，感谢看到这里，我们下篇博客见❤️