函数重载的区分规则

在上节课（函数重载简介）中，我们引入了“函数重载”这一概念：只要同名函数的参数类型不同（或通过其他方式可区分），即可在同一作用域内定义多个同名函数。本课将深入探讨编译器如何区分这些重载函数；若区分失败，编译器将报错。

如何区分重载函数

注意：返回类型不参与重载区分，稍后详述。

供进阶读者 对于成员函数，以下附加限定符也参与区分：

• const / volatile 限定符
• 引用限定符（ref-qualifiers） 例如，一个 const 成员函数可与同参数列表的非 const 成员函数并存。

相关内容 可变参数（ellipsis）将在 20.5 课——可变参数及其避免方法中讨论。

按参数个数区分

只要同名函数的参数个数不同，即可区分：

int add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

int add(int x, int y, int z)
{
    return x + y + z;
}

编译器可根据实参个数 2 或 3 选择对应版本。

按参数类型区分

同名函数的参数类型列表必须互不相同。示例：

int    add(int    x, int    y);   // 整型版
double add(double x, double y);   // 浮点版
double add(int    x, double y);   // 混合型
double add(double x, int    y);   // 混合型

需注意：

• 类型别名 / typedef 不视为新类型，因此下列重载不区分：

  using Age   = int;
  typedef int Height;
  
  void print(int  value);
  void print(Age  value);   // 与 print(int) 冲突
  void print(Height value); // 与 print(int) 冲突
  

• 按值传递时的顶层 const 不区分：

  void print(int);
  void print(const int);    // 与上面冲突
  

供进阶读者 可变参数被视为一种特殊参数类型，可与固定参数列表区分：

void foo(int x, int y);
void foo(int x, ...); // 与 foo(int,int) 区分

返回类型不参与区分

返回类型不能用于区分重载函数。 若试图写出：

int    getRandomValue();
double getRandomValue(); // 只凭返回类型不同

Visual Studio 2019 报错：

error C2556: 'double getRandomValue(void)': overloaded function differs only by return type

原因显而易见：

getRandomValue(); // 编译器无法确定调用哪个版本

因此，应改用不同函数名：

int    getRandomInt();
double getRandomDouble();

旁注 此设计可避免“根据返回值使用方式”才能确定调用版本的情形，简化复杂表达式的理解。

类型签名（Type Signature）

函数的类型签名（type signature）指用于区分该函数的头文件部分：函数名、参数个数、参数类型以及成员函数的限定符。返回类型不包含在内。

名字改编（Name Mangling）

编译器在生成目标代码时会对函数名进行名字改编（name mangling），根据参数个数、类型等信息生成唯一符号名。例如：

• int fcn() 可能被改编为 __fcn_v
• int fcn(int) 可能被改编为 __fcn_i

不同编译器的改编规则无统一标准，生成的符号名亦不同。