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6.C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)
0.前言
C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的程序，需要高度的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代， 计算机界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。
1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。在工作领域
1. 操作系统以及大型系统软件开发
所有操作系统几乎都是C/C++写的，许多大型软件背后几乎都是C++写的，比如：
Photoshop、Office、JVM(Java虚拟机)等，究其原因还是性能高，可以直接操控硬件。
2. 服务器端开发
后台开发：主要侧重于业务逻辑的处理，即对于前端请求后端给出对应的响应，现在主流采
用java，但内卷化比较严重，大厂可能会有C++后台开发，主要做一些基础组件，中间件、
缓存、分布式存储等。服务器端开发比后台开发跟广泛，包含后台开发，一般对实时性要求
比较高的，比如游戏服务器、流媒体服务器、网络通讯等都采用C++开发的。
3. 游戏开发
PC平台几乎所有的游戏都是C++写的，比如：魔兽世界、传奇、CS、跑跑卡丁车等，市面上
相当多的游戏引擎都是基于C++开发的，比如：Cocos2d、虚幻4、DirectX等。三维游戏领
域计算量非常庞大，底层的数学全都是矩阵变换，想要画面精美、内容丰富、游戏实时性
搞，这些高难度需求无疑只能选C++语言。比较知名厂商：腾讯、网易、完美世界、巨人网
络等。
4. 嵌入式和物联网领域
嵌入式：就是把具有计算能力的主控板嵌入到机器装置或者电子装置的内部，能够控制这些
装置。比如：智能手环、摄像头、扫地机器人、智能音响等。
谈到嵌入式开发，大家最能想到的就是单片机开发(即在8位、16位或者32位单片机产品或者
裸机上进行的开发)，嵌入式开发除了单片机开发以外，还包含在soc片上、系统层面、驱动
层面以及应用、中间件层面的开发。
常见的岗位有：嵌入式开发工程师、驱动开发工程师、系统开发工程师、Linux开发工程
师、固件开发工程师等。
知名的一些厂商，比如：以华为、vivo、oppo、小米为代表的手机厂；以紫光展锐、乐鑫为
代表的芯片厂；以大疆、海康威视、大华、CVTE等具有自己终端业务厂商；以及海尔、海
信、格力等传统家电行业。
随着5G的普及，物联网(即万物互联，)也成为了一种新兴势力，比如：阿里lot、腾讯lot、京
东、百度、美团等都有硬件相关的事业部。
5. 数字图像处理
数字图像处理中涉及到大量数学矩阵方面的运算，对CPU算力要求比较高，主要的图像处理
算法库和开源库等都是C/C++写的，比如：OpenCV、OpenGL等，大名鼎鼎的Photoshop
就是C++写的。
6. 人工智能
一提到人工智能，大家首先想到的就是python，认为学习人工智能就要学习python，这个
是误区，python中库比较丰富，使用python可以快速搭建神经网络、填入参数导入数据就
可以开始训练模型了。但人工智能背后深度学习算法等核心还是用C++写的。
7. 分布式应用
近年来移动互联网的兴起，各应用数据量业务量不断攀升；后端架构要不断提高性能和并发
能力才能应对大信息时代的来临。在分布式领域，好些分布式框架、文件系统、中间组件等
都是C++开发的。对分布式计算影响极大的Hadoop生态的几个重量级组件：HDFS、
zookeeper、HBase等，也都是基于Google用C++实现的GFS、Chubby、BigTable。包括分
布式计算框架MapReduce也是Google先用C++实现了一套，之后才有开源的java版本。
除了上述领域外，在：科学计算、浏览器、流媒体开发、网络软件等都是C++比较适合的场景，作为一名老牌语言的常青树，C++一直霸占编程语言前5名，肯定有其存在的价值。
1. C++关键字(C++98)
C++总计63个关键字，C语言32个关键字
ps：下面我们只是看一下C++有多少关键字，不对关键字进行具体的讲解。
asm do if return try continue auto double inline short typedef for bool dynamic_cast int signed typeid public break else long sizeof typename throw case enum mutable static union wchar_t catch explicit namespace static_cast unsigned default char export new struct using friend class extern operator switch virtual register const false private template void true const_cast float protected this volatile while delete goto reinterpret_cast
2. 命名空间
在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称将都存在于全局作用域中，可能会导致很多冲突。使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突或名字污染，namespace关键字的出现就是针对这种问题的。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int rand = 10; // C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题，所以C++提出了namespace来解决 int main() { printf("%d\n", rand); return 0; } // 编译后后报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数”1.命名空间定义
定义命名空间，需要使用到namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，{}中即为命名空间的成员。
1.正常的命名空间定义
namespace sz { // 命名空间中可以定义变量/函数/类型 int rand = 10; int Add(int left, int right) { return left + right; } struct Node { struct Node* next; int val; }; }2.命名空间可以嵌套
在test.cpp中
namespace N1 { int a; int b; int Add(int left, int right) { return left + right; } namespace N2 { int c; int d; int Sub(int left, int right) { return left - right; } } }3. 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。
ps：一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个
在test.h中namespace N1 { int Mul(int left, int right) { return left * right; } }
2.命名空间的使用
命名空间中成员该如何使用呢？比如：
namespace N { // 命名空间中可以定义变量/函数/类型 int a = 0; int b = 1; int Add(int left, int right) { return left + right; } struct Node { struct Node* next; int val; }; } int main() { // 编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符 printf("%d\n", a); return 0; }
命名空间的使用有三种方式：
1.加命名空间名称及作用域限定符（表示在N中找）
int main() { printf("%d\n", N::a); return 0; }
运行成功且结果正确。
2.使用using namespace 命名空间名称引入（表示展开命名空间，默认在N中找，因此usin
g namespace std表示默认在std中找。工程项目中不要展开std，日常学习展开std比较方便）
using namespace N; int main() { printf("%d\n", a); printf("%d\n", b); Add(10, 20); return 0; }
运行成功且结果正确。
3.使用using将命名空间中某个成员引入（此种写法就是展开某一个，因为在工程项目中我们会经常用到std中的某些函数（如cin，cout，endl）如果次次都要用到作用域限定符那就十分不方便了，这个时候我们就可以展开作用域中某些常用的函数就可以了，这样既解决了命名冲突的问题，又方便使用。）
using N::b; int main() { printf("%d\n", N::a); printf("%d\n", b); return 0; }
运行成功且结果正确。
3. C++输入&输出
新生婴儿会以自己独特的方式向这个崭新的世界打招呼，C++刚出来后，也算是一个新事物，
那C++是否也应该向这个美好的世界来声问候呢？我们来看下C++是如何来实现问候的。
#include<iostream> // std是C++标准库的命名空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中 using namespace std; int main() { cout << "Hello world!!!" << endl; return 0; }说明：
1. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时，必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用方法使用std。
2. cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在包含<
iostream >头文件中。
3. <<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
4. 使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。
C++的输入输出可以自动识别变量类型。
5. 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象，>>和<<也涉及运算符重载等知识（i<<1，这里表示i向左移一位，但与cout搭配使用表示流插入）
这些知识我们我们后续才会学习，所以我们这里只是简单学习他们的使用。后面我们还有有
一个章节更深入的学习IO流用法及原理注意：早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在.h后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件即可，后来将其实现在std命名空间下，为了和C头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++头文件不带.h；旧编译器(vc 6.0)中还支持<iostream.h>格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用<iostream>+std的方式。
#include <iostream> using namespace std; int main() { int a; double b; char c; // 可以自动识别变量的类型 cin >> a; cin >> b >> c; cout << a << endl; cout << b << " " << c << endl; return 0; }ps：关于cout和cin还有很多更复杂的用法，比如控制浮点数输出精度，控制整形输出进制格式等等。因为C++兼容C语言的用法，这些又用得不是很多，我们这里就不展开学习了。后续如果有需要，我们再学习。
std命名空间的使用惯例：
std是C++标准库的命名空间，如何展开std使用更合理呢？1. 在日常练习中，建议直接using namespace std即可，这样就很方便。
2. using namespace std展开，标准库就全部暴露出来了，如果我们定义跟库重名的类型/对
象/函数，就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现，但是项目开发中代码较多、规模
大，就很容易出现。所以建议在项目开发中使用，像std::cout这样使用时指定命名空间 +
using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。
4. 缺省（默认）参数
1.缺省参数概念
缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个缺省值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参。void Func(int a = 0) { cout<<a<<endl; } int main() { Func(); // 没有传参时，使用参数的默认值 Func(10); // 传参时，使用指定的实参 return 0; }2.缺省参数分类
全缺省参数
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30) { cout<<"a = "<<a<<endl; cout<<"b = "<<b<<endl; cout<<"c = "<<c<<endl; }半缺省参数
void Func(int a, int b = 10, int c = 20) { cout<<"a = "<<a<<endl; cout<<"b = "<<b<<endl; cout<<"c = "<<c<<endl; }注意：
1. 半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给
2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现//a.h void Func(int a = 10); // a.cpp void Func(int a = 20) {}注意：如果生命与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该用那个缺省值。
3. 缺省值必须是常量或者全局变量
4. C语言不支持（编译器不支持）3.使用场景示例：
struct Stack { int* a; int size; int capacity; //... }; void StackInit(struct Stack* ps, int n = 4); void StackPush(struct Stack* ps, int x); int main() { struct Stack st1; // 1、确定要插入100个数据 StackInit(&st1, 100); // call StackInit(?) // 2、只插入10个数据 struct Stack st2; StackInit(&st2, 10); // call StackInit(?) // 3、不知道要插入多少个 struct Stack st3; StackInit(&st3); return 0; }我们在进行链表的插入操作时，不知道要插入多少数据，扩多了浪费空间，少了空间不够用，这时我们就可以使用缺省参数的方法，当不知道要插入多少数据时，我们可以默认开多大空间。
5. 函数重载
自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重载了。
比如：以前有一个笑话，国有两个体育项目大家根本不用看，也不用担心。一个是乒乓球，一个是男足。前者是“谁也赢不了！”，后者是“谁也赢不了！”函数重载概念
函数重载：是函数的一种特殊情况，C++允许（C语言不允许）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。
// 1、参数类型不同 int Add(int left, int right) { cout << "int Add(int left, int right)" << endl; return left + right; } double Add(double left, double right) { cout << "double Add(double left, double right)" << endl; return left + right; } // 2、参数个数不同 void f() { cout << "f()" << endl; } void f(int a) { cout << "f(int a)" << endl; } // 3、参数类型顺序不同 void f(int a, char b) { cout << "f(int a,char b)" << endl; } void f(char b, int a) { cout << "f(char b, int a)" << endl; } int main() { Add(10, 20); Add(10.1, 20.2); f(); f(10); f(10, 'a'); f('a', 10); return 0; }运行结果：
eg：以下不是double compare(int,int)的重载函数的是( )
A.int compare(double,double)
B.double compare(double,double)
C.double compare(double,int)
D.int compare(int,int)
答案为：D
函数重载不能依靠返回值的不同来构成重载，因为调用时无法根据参数列表确定调用哪个重载函 数，故错误
6.C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)
为什么C++支持函数重载，而C语言不支持函数重载呢？
在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接。
1. 实际项目通常是由多个头文件和多个源文件构成，而通过C语言阶段学习的编译链接，我们可以知道，【当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时】，编译后链接前，a.o的目标
文件中没有Add的函数地址，因为Add是在b.cpp中定义的，所以Add的地址在b.o中。那么
怎么办呢？
2. 所以链接阶段就是专门处理这种问题，链接器看到a.o调用Add，但是没有Add的地址，就
会到b.o的符号表中找Add的地址，然后链接到一起。(老师要带同学们回顾一下)
3. 那么链接时，面对Add函数，链接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。
4. 由于Windows下vs的修饰规则过于复杂，而Linux下g++的修饰规则简单易懂，下面我们使
用了g++演示了这个修饰后的名字。
5. 通过下面我们可以看出gcc的函数修饰后名字不变。而g++的函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+类型首字母】。
采用C语言编译器编译后结果：
结论：在linux下，采用gcc编译完成后，函数名字的修饰没有发生改变。
采用C++编译器编译后结果：结论：在linux下，采用g++编译完成后，函数名字的修饰发生改变，编译器将函数参
数类型信息添加到修改后的名字中。
Windows下名字修饰规则对比Linux会发现，windows下vs编译器对函数名字修饰规则相对复杂难懂，但道理都
是类似的，我们就不做细致的研究了。
6. 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。
7. 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。
