第8章 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。 
8.1 函数重载的概念 
8.1.1 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Eat 
C++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 
::Print(…); // 表示Print是全局函数而非成员函数 
8.1.3 当心隐式类型转换导致重载函数产生二义性 
示例8-1-3中，第一个output函数的参数是int类型，第二个output函数的参数是float类型。由于数字本身没有类型，将数字当作参数时将自动进行类型转换（称为隐式类型转换）。语句output(0.5)将产生编译错误，因为编译器不知道该将0.5转换成int还是float类型的参数。隐式类型转换在很多地方可以简化程序的书写，但是也可能留下隐患。 
# include 〈iostream.h〉 
void output( int x); // 函数声明 
void output( float x); // 函数声明 
void output( int x) 
{ 
cout 〈〈 " output int " 〈〈 x 〈〈 endl ;} 
void output( float x) 
{ 
cout 〈〈 " output float " 〈〈 x 〈〈 endl ; 
} 
void main(void) 
{ 
int x = 1; 
float y = 1.0; 
output(x); // output int 1 
output(y); // output float 1 
output(1); // output int 1 
// output(0.5); // error! ambiguous call, 因为自动类型转换 
output(int(0.5)); // output int 0 
output(float(0.5)); // output float 0.5 
} 

示例8-1-3 隐式类型转换导致重载函数产生二义性 
8.2 成员函数的重载、覆盖与隐藏 
成员函数的重载、覆盖（override）与隐藏很容易混淆，C++程序员必须要搞清楚概念，否则错误将防不胜防。 
8.2.1 重载与覆盖 
成员函数被重载的特征： 
（1）相同的范围（在同一个类中）； 
（2）函数名字相同； 
（3）参数不同； 
（4）virtual关键字可有可无。 
覆盖是指派生类函数覆盖基类函数，特征是： 
（1）不同的范围（分别位于派生类与基类）； 
（2）函数名字相同； 
（3）参数相同； 
（4）基类函数必须有virtual关键字。 
示例8-2-1中，函数Base::f(int)与Base::f(float)相互重载，而Base::g(void)被Derived::g(void)覆盖。 
#include 〈iostream.h〉 
class Base 
{ 
public: 
void f(int x){ cout 〈〈 "Base::f(int) " 〈〈 x 〈〈 endl; } 
void f(float x){ cout 〈〈 "Base::f(float) " 〈〈 x 〈〈 endl; } 
virtual void g(void){ cout 〈〈 "Base::g(void)" 〈〈 endl;} 
}; 


class Derived : public Base 
{ 
public: 
virtual void g(void){ cout 〈〈 "Derived::g(void)" 〈〈 endl;} 
}; 


void main(void) 
{ 
Derived d; 
Base *pb = &d; 
pb-〉f(42); // Base::f(int) 42 
pb-〉f(3.14f); // Base::f(float) 3.14 
pb-〉g(); // Derived::g(void) 
} 

示例8-2-1成员函数的重载和覆盖 
8.2.2 令人迷惑的隐藏规则 
本来仅仅区别重载与覆盖并不算困难，但是C++的隐藏规则使问题复杂性陡然增加。这里“隐藏”是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数，规则如下： 
（1）如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，不论有无virtual关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载混淆）。 
（2）如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数没有virtual关键字。此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆）。 
示例程序8-2-2（a）中： 
（1）函数Derived::f(float)覆盖了Base::f(float)。 
（2）函数Derived::g(int)隐藏了Base::g(float)，而不是重载。 
（3）函数Derived::h(float)隐藏了Base::h(float)，而不是覆盖。 
#include 〈iostream.h〉 
class Base 
{ 
public: 
virtual void f(float x){ cout 〈〈 "Base::f(float) " 〈〈 x 〈〈 endl; } 
void g(float x){ cout 〈〈 "Base::g(float) " 〈〈 x 〈〈 endl; } 
void h(float x){ cout 〈〈 "Base::h(float) " 〈〈 x 〈〈 endl; } 
}; 

class Derived : public Base 
{ 
public: 
virtual void f(float x){ cout 〈〈 "Derived::f(float) " 〈〈 x 〈〈 endl; } 
void g(int x){ cout 〈〈 "Derived::g(int) " 〈〈 x 〈〈 endl; } 
void h(float x){ cout 〈〈 "Derived::h(float) " 〈〈 x 〈〈 endl; } 
}; 

示例8-2-2（a）成员函数的重载、覆盖和隐藏 
据作者考察，很多C++程序员没有意识到有“隐藏”这回事。由于认识不够深刻，“隐藏”的发生可谓神出鬼没，常常产生令人迷惑的结果。 
示例8-2-2（b）中，bp和dp指向同一地址，按理说运行结果应该是相同的，可事实并非这样。 
void main(void) 
{ 
Derived d; 
Base *pb = &d; 
Derived *pd = &d; 
// Good : behavior depends solely on type of the object pb-〉f(3.14f); // Derived::f(float) 3.14  
pd-〉f(3.14f); // Derived::f(float) 3.14 
// Bad : behavior depends on type of the pointer 
pb-〉g(3.14f); // Base::g(float) 3.14  
pd-〉g(3.14f); // Derived::g(int) 3 (surprise!)