C++函数返回值与重载函数详解

# C++ 函数返回值与重载函数详解 ## 1. 函数返回值 ### 1.1 返回值规则 在 C++ 中，非 `void` 类型的函数必须返回一个值，但 `main()` 函数是特殊的。相反，`void` 类型的函数不能返回值。以下是一些示例： ```cpp int f1() { } // error: no value returned void f2() { } // ok int f3() { return 1; } // ok void f4() { return 1; } // error: return value in void function int f5() { return; } // error: return value missing void f6() { return; } // ok ``` ### 1.2 返回语句 返回值通过 `return` 语句指定。例如，下面是一个递归函数的示例： ```cpp int fac(int n) { return (n>1) ? n*fac(n-1) : 1; } ``` 一个调用自身的函数被称为递归函数。函数中可以有多个 `return` 语句，如下所示： ```cpp int fac2(int n) { if (n > 1) return n*fac2(n-1); return 1; } ``` ### 1.3 返回值语义 函数返回值的语义与初始化的语义相同。`return` 语句被认为是初始化一个返回类型的无名变量。返回表达式的类型会与返回类型进行检查，并执行所有标准和用户定义的类型转换。例如： ```cpp double f() { return 1; } // 1 is implicitly converted to double(1) ``` ### 1.4 避免返回局部变量的指针或引用 每次调用函数时，会创建其参数和局部（自动）变量的新副本。函数返回后，这些存储会被重用，因此永远不应该返回指向局部变量的指针。指向的位置的内容会不可预测地改变： ```cpp int* fp() { int local = 1; /* ... */ return &local; } // bad ``` 使用引用返回局部变量的错误更常见： ```cpp int& fr() { int local = 1; /* ... */ return local; } // bad ``` 幸运的是，编译器可以很容易地警告返回局部变量的引用。 ### 1.5 `void` 函数的返回 `void` 函数不能返回值。然而，`void` 函数的调用不会产生值，因此 `void` 函数可以在 `return` 语句中使用 `void` 函数的调用作为表达式。例如： ```cpp void g(int* p); void h(int* p) { /* ... */ return g(p); } // ok: return of ‘‘no value’’ ``` 这种返回形式在编写返回类型是模板参数的模板函数时很重要。 ## 2. 重载函数名 ### 2.1 函数重载的概念 大多数情况下，给不同的函数取不同的名字是个好主意，但当一些函数在概念上对不同类型的对象执行相同的任务时，给它们取相同的名字会更方便。对不同类型的操作使用相同的名字称为重载。C++ 中的基本操作已经使用了这种技术，例如加法运算符 `+` 可以用于整数、浮点数和指针类型的加法。这个概念很容易扩展到程序员定义的函数。例如： ```cpp void print(int); // print an int void print(const char*); // print a C-style character string ``` 从编译器的角度来看，同名函数唯一的共同点就是名字。推测这些函数在某种意义上是相似的，但语言并不限制或帮助程序员。因此，重载函数名主要是一种符号上的便利。对于具有常规名称的函数，如 `sqrt`、`print` 和 `open`，这种便利很重要。当一个名字在语义上很重要时，这种便利就变得至关重要，例如在运算符（如 `+`、`*` 和 `<<`）、构造函数和泛型编程中。 ### 2.2 重载函数的调用解析 当调用一个函数 `f` 时，编译器必须确定要调用哪个名为 `f` 的函数。这是通过比较实际参数的类型与所有名为 `f` 的函数的形式参数的类型来完成的。目标是调用与参数最匹配的函数，如果没有最匹配的函数，则给出编译时错误。例如： ```cpp void print(double); void print(long); void f() { print(1L); // print(long) print(1.0); // print(double) print(1); // error, ambiguous: print(long(1)) or print(double(1))? } ``` 从一组重载函数中找到要调用的正确版本是通过寻找参数表达式的类型与函数的参数（形式参数）之间的最佳匹配来完成的。为了近似我们认为合理的概念，会