I. 概述

C++ 重载决议（Overload Resolution）是指在进行函数调用时，编译器会根据提供的参数列表和函数声明信息，决定应该调用哪个重载函数的过程。重载决议是在编译期间完成的，它涉及到了函数的参数匹配、类型转换、模板推导等多个方面，是
C++ 语言中非常复杂的一个部分。

重载决议的过程包括两个阶段：候选函数的筛选和最佳匹配函数的选择。

在候选函数的筛选阶段，编译器会根据函数名和参数数量来筛选出所有与调用匹配的函数，并将它们作为候选函数。如果在这个阶段没有找到任何一个候选函数，那么就会发生编译错误。

在最佳匹配函数的选择阶段，编译器会从候选函数中选择最合适的函数作为实际调用的函数。这个过程中会考虑函数参数的精确匹配、隐式类型转换、模板参数推导等多个因素，并通过一个特殊的算法来确定最佳匹配函数。

需要注意的是，如果出现了多个函数都可以作为最佳匹配函数的情况，那么就会发生二义性错误，编译器无法决定使用哪个函数，从而产生编译错误。为了避免这种情况，我们可以通过提供更精确的函数重载声明来帮助编译器进行决议。

II. 候选函数的筛选

在进行重载决议时，编译器首先会根据函数名和参数数量来筛选出所有与调用匹配的函数，并将它们作为候选函数。具体地，编译器会遍历当前作用域内的所有函数声明，然后将其中与调用匹配的函数声明作为候选函数。

匹配过程的基本规则是：对于每一个实参，编译器会尝试将其转换为与对应形参类型相同的类型，或者是可以隐式转换为对应形参类型的类型。如果转换成功，则称该形参和实参是精确匹配的；如果转换不成功但存在一种类型转换可以使其匹配，则称该形参和实参是可以通过隐式类型转换匹配的。如果转换失败且不存在任何类型转换可以使其匹配，则称该形参和实参是不匹配的。在候选函数中，如果存在任何一个形参与实参不匹配，则该函数会被排除在候选函数之外。

当筛选出所有候选函数后，如果在候选函数中找不到一个最佳匹配函数，就会发生编译错误。可能的原因包括：存在多个候选函数可以匹配调用，但都不是最佳匹配；调用中的参数与所有候选函数的形参均无法匹配。在这种情况下，需要手动调整参数列表或提供更具体的函数重载声明来帮助编译器进行重载决议。

总之，候选函数的筛选过程是重载决议中的一个重要步骤，它通过函数名和参数数量来缩小候选函数的范围，提高了重载决议的效率和准确性。同时，需要注意匹配失败和编译错误的情况，并及时调整代码来解决问题。

III. 最佳匹配函数的选择

在候选函数的筛选完成后，编译器会从候选函数中选择最合适的函数作为实际调用的函数，这个过程就是最佳匹配函数的选择。

最佳匹配函数的选择是通过匹配算法来实现的，它考虑了函数参数的精确匹配、隐式类型转换、模板参数推导等多个因素，通过一个特殊的算法来确定最佳匹配函数。

在匹配算法中，精确匹配的优先级最高，即如果存在与所有实参精确匹配的函数，则会优先选择这些函数。如果不存在精确匹配函数，则会考虑进行隐式类型转换来匹配函数。具体地，如果存在一个候选函数的形参可以通过一次标准类型转换变为对应实参的类型，则认为该函数可以通过一次隐式类型转换匹配。如果存在多个函数可以通过隐式类型转换匹配，则会选择最接近实参类型的函数。最后，如果还存在多个函数可以匹配，就会通过模板参数推导的方式来确定最佳匹配函数。

需要注意的是，如果存在多个函数可以作为最佳匹配函数的情况，就会发生二义性错误，编译器无法决定使用哪个函数，从而产生编译错误。这种情况通常发生在有多个函数能够通过精确匹配、隐式类型转换、模板参数推导等方式匹配调用时。为了避免这种情况，可以通过提供更精确的函数重载声明来帮助编译器进行决议，或者使用
explicit 关键字来防止隐式类型转换。

总之，最佳匹配函数的选择是重载决议中的一个关键步骤，它通过匹配算法来确定最适合调用的函数。需要注意精确匹配、隐式类型转换和模板参数推导等因素的影响，并及时处理二义性错误。

IV. 辅助编译器进行重载决议

为了辅助编译器进行重载决议，可以采取以下两种方法：

提供更精确的函数重载声明：可以通过提供更加精确的函数重载声明来帮助编译器进行决议。比如，可以为不同类型的参数提供不同的函数重载声明，或者为不同的函数行为提供不同的函数名。

使用 explicit 关键字来防止隐式类型转换：可以在函数声明或类定义中使用 explicit
关键字来禁止隐式类型转换。这样可以避免一些不必要的隐式类型转换，提高代码的可读性和安全性。

V. 实例分析

在实例分析中，可以通过具体的代码示例来演示重载决议的过程和结果，并通过一些常见的错误案例来说明如何避免编译错误和二义性错误。例如，可以通过定义多个重载函数来演示重载决议的过程，然后通过修改函数重载声明或者提供更精确的参数列表来避免编译错误和二义性错误。也可以通过一些实际案例来演示如何使用
explicit 关键字来防止隐式类型转换，提高代码的可读性和安全性。

总之，在实例分析中，需要通过具体的代码示例来演示重载决议的过程和结果，并强调如何避免常见的编译错误和二义性错误。同时，可以通过一些实际案例来说明如何使用提供更精确的函数重载声明和
explicit 关键字来辅助编译器进行重载决议。

VI.重载决议优先级

优先级包含的内容举例说明

精确匹配不做类型转换，直接匹配（暂无说明）

只是做微不足道的转换从数组名到数组指针、从函数名到指向函数的指针、从非 const 类型到 const 类型。

类型提升后匹配整型提升从 bool、char、short 提升为 int，或者从 char16_t、char32_t、wchar_t 提升为 int、long、long long。

小数提升从 float 提升为 double。

使用自动类型转换后匹配整型转换从 char 到 long、short 到 long、int 到 short、long 到 char。

小数转换从 double 到 float。

整数和小数转换从 int 到 double、short 到 float、float 到 int、double 到 long。

指针转换从 int * 到 void *。

C++ 标准还规定，编译器应该按照从高到低的顺序来搜索重载函数，首先是精确匹配，然后是类型提升，最后才是类型转换；

一旦在某个优先级中找到唯一的一个重载函数就匹配成功，不再继续往下搜索。

如果在一个优先级中找到多个（两个以及以上）合适的重载函数，编译器就会陷入两难境地，不知道如何抉择，编译器会将这种模棱两可的函数调用视为一种错误，因为这些合适的重载函数同等“优秀”，没有一个脱颖而出，调用谁都一样。

这就是函数重载过程中的二义性错误。

优先级	包含的内容	举例说明
精确匹配	不做类型转换，直接匹配	（暂无说明）
	只是做微不足道的转换	从数组名到数组指针、从函数名到指向函数的指针、从非 const 类型到 const 类型。
类型提升后匹配	整型提升	从 bool、char、short 提升为 int，或者从 char16_t、char32_t、wchar_t 提升为 int、long、long long。
	小数提升	从 float 提升为 double。
使用自动类型转换后匹配	整型转换	从 char 到 long、short 到 long、int 到 short、long 到 char。
	小数转换	从 double 到 float。
	整数和小数转换	从 int 到 double、short 到 float、float 到 int、double 到 long。
	指针转换	从 int * 到 void *。

VII. C++ 示例

#include <iostream>

class MyClass {
     
     
public:
    void print(int num) {
     
     
        std::cout << "The integer is: " << num << std::endl;
    }

    void print(double num) {
     
     
        std::cout << "The double is: " << num << std::endl;
    }

    void print(char c) {
     
     
        std::cout << "The character is: " << c << std::endl;
    }
};

int main() {
     
     
    MyClass obj;
    obj.print(10);      // 输出 "The integer is: 10"
    obj.print(3.14);    // 输出 "The double is: 3.14"
    obj.print('a');     // 输出 "The character is: a"
    return 0;
}
在这个示例中，我们定义了一个名为MyClass的类，它有三个名为print的成员函数，每个函数都有不同的参数类型：一个整数，一个双精度浮点数和一个字符。当我们在main函数中调用print函数时，编译器将根据传递给函数的参数类型确定应该调用哪个print函数。这个过程称为重载决议。在这个例子中，我们使用了不同的数据类型，但是我们也可以使用具有相同数据类型的参数来演示重载决议的工作原理。

VIII. 总结

本文介绍了 C++ 中的函数重载和重载决议，并详细介绍了重载决议的过程和方法。

函数重载是指在同一作用域内，可以定义多个函数名相同但参数数量或类型不同的函数。函数重载的好处是可以让程序更加灵活和可读，避免函数命名冲突，并且可以通过不同的参数类型和数量来区分不同的函数行为。

重载决议是根据提供的参数列表和函数声明信息，决定应该调用哪个重载函数。它是在编译期间完成的，涉及到了函数的参数匹配、类型转换、模板推导等多个方面，是
C++ 语言中非常复杂的一个部分。

重载决议的好处是可以根据参数类型和数量的变化来选择最适合的函数进行调用，避免了函数名的冲突，提高了程序的可读性和灵活性。同时，重载决议也是保证程序正确性和稳定性的重要手段，可以帮助开发人员发现和修复函数调用的错误和潜在问题。

在重载决议的过程中，编译器会先根据函数名和参数数量来筛选出候选函数，然后通过匹配算法来选择最佳匹配函数。匹配算法考虑了函数参数的精确匹配、隐式类型转换、模板参数推导等多个因素，通过一个特殊的算法来确定最佳匹配函数。

为了辅助编译器进行重载决议，可以采取提供更精确的函数重载声明和使用 explicit 关键字来防止隐式类型转换等方法。

重载决议对于 C++程序设计非常重要，它可以帮助程序员在不同的情况下选择最适合的函数进行调用，提高程序的可读性和灵活性。同时，重载决议也是保证程序正确性和稳定性的重要手段，可以帮助开发人员发现和修复函数调用的错误和潜在问题。因此，了解和掌握重载决议是 C++ 程序员必备的技能之一。

成为C++重载大师：深入理解重载决议

C++函数重载的正确姿势：重载决议详解

I. 概述

II. 候选函数的筛选

III. 最佳匹配函数的选择

IV. 辅助编译器进行重载决议

V. 实例分析

VI.重载决议优先级

VII. C++ 示例

VIII. 总结

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