Программирование на C / C++ / Ален И. Голуб. Правила программирования на Си и Си++ [pdf]

}

Объект iobj – это аргумент, для которого может быть установлено соответствие с обеими функциями print(), то есть вызов неоднозначен. То же относится и к следующей строке, где ссылка ri обозначает объект, соответствующий обеим функциям print(). С третьим вызовом, однако, все в порядке. Для него print(int&) не является устоявшей. Целая константа – это r-значение, так что она не может инициализировать параметр-ссылку. Единственной устоявшей функцией для вызова print(86) является print(int), поэтому она и выбирается при разрешении перегрузки.

Короче говоря, если формальный параметр представляет собой ссылку, то для фактического аргумента точное соответствие устанавливается, если он может инициализировать ссылку, и не устанавливается в противном случае.

Упражнение 9.6

Назовите два тривиальных преобразования, допустимых при установлении точного соответствия.

Упражнение 9.7

(a) void print( int *, int );

(b)void manip( int, int );

manip( 'a', 'z' ); // вызов функции

(c)int calc( int, int ); double dobj;

double = calc( 55.4, dobj ) // вызов функции

(d)void set( const int * ); int *pi;

Каков ранг каждого из преобразований аргументов в следующих вызовах функций: set( pi ); // вызов функции

Упражнение 9.8

Какие из данных вызовов ошибочны из-за того, что не существует преобразования между типом фактического аргумента и формального параметра:

(a)enum Stat { Fail, Pass }; void test( Stat );

text( 0 ); // вызов функции

(b)void reset( void *);

reset( 0 ); // вызов функции

(c)void set( void * ); int *pi;

set( pi ); // вызов функции

(d)#include <list> list<int> oper();

void print( oper() ); // вызов функции

(e)void print( const int ); int iobj;

print( iobj ); // вызов функции

9.4.Детали разрешения перегрузки функций

В разделе 9.2 мы уже упоминали, что процесс разрешения перегрузки функций состоит из трех шагов:

1.Установить множество функций-кандидатов для разрешения данного вызова, а также свойства списка фактических аргументов.

2.Отобрать из множества кандидатов устоявшие функции – те, которые могут быть вызваны с данным списком фактических аргументов при учете их числа и типов.

3.Выбрать функцию, лучше всего соответствующую вызову, подвергнув ранжированию преобразования, которые необходимо применить к фактическим аргументам, чтобы привести их в соответствие с формальными параметрами устоявшей функции.

Теперь мы готовы к тому, чтобы изучить эти шаги более детально.

9.4.1. Функции-кандидаты

Функцией-кандидатом называется функция, имеющая то же имя, что и вызванная. Кандидаты отыскиваются двумя способами:

void f(); void f( int );

void f( double, double = 3.4 ); void f( char*, char* );

int main() {

∙ объявление функции видимо в точке вызова. В следующем примере

}

все четыре функции f() удовлетворяют этому условию. Поэтому множество кандидатов содержит четыре элемента;

∙ если тип фактического аргумента объявлен внутри некоторого пространства имен, то функции-члены этого пространства, имеющие то же имя, что и вызванная

namespace NS {

class C { /* ... */ }; void takeC( C& );

}

// тип cobj - это класс C, объявленный в пространстве имен NS NS::C obj;

int main() {

// в точке вызова не видна ни одна из функций takeC() takeC( cobj); // правильно: вызывается NS::takeC( C& ),

//потому что аргумент имеет тип NS::C, следовательно,

//принимается во внимание функция takeC(),

//объявленная в пространстве имен NS

return 0;

функция, добавляются в множество кандидатов:

}

Таким образом, совокупность кандидатов является объединением множества функций, видимых в точке вызова, и множества функций, объявленных в том же пространстве имен, к которому принадлежат типы фактических аргументов.

При идентификации множества перегруженных функций, видимых в точке вызова, применимы уже рассмотренные ранее правила.

Функция, объявленная во вложенной области видимости, скрывает, а не перегружает одноименную функцию во внешней области. В такой ситуации кандидатами будут только функции из во вложенной области, т.е. такие, которые не скрыты при вызове. В следующем примере функциями-кандидатами, видимыми в точке вызова, являются

char* format( int ); void g() {

char *format( double ); char* format( char* );

format(3); // вызывается format( double )

format(double) и format(char*):

}

Так как format(int), объявленная в глобальной области видимости, скрыта, она не включается в множество функций-кандидатов.

Кандидаты могут быть введены с помощью using-объявлений, видимых в точке вызова:

namespace libs_R_us { int max( int, int );

double max( double, double );

}

char max( char, char );

void func()

{

//функции из пространства имен невидимы

//все три вызова разрешаются в пользу глобальной функции max( char,

char ) max( 87, 65 ); max( 35.5, 76.6 ); max( 'J', 'L' );

}

Функции max(), определенные в пространстве имен libs_R_us, невидимы в точке вызова. Единственной видимой является функция max() из глобальной области; только она входит в множество функций-кандидатов и вызывается при каждом из трех обращений к func(). Мы можем воспользоваться using-объявлением, чтобы сделать видимыми функции max() из пространства имен libs_R_us. Куда поместить using-

char max( char, char );

объявление? Если включить его в глобальную область видимости: using libs_R_us::max; // using-объявление

то функции max() из libs_R_us добавляются в множество перегруженных функций, которое уже содержит max(), объявленную в глобальной области. Теперь все три функции видны внутри func() и становятся кандидатами. В этой ситуации вызовы

func() разрешаются следующим образом:

}

Но что будет, если мы введем using-объявление в локальную область видимости функции

void func()

{

//using-объявление using libs_R_us::max;

//те же вызовы функций, что и выше

func(), как показано в данном примере?

}

Какие из функций max() будут включены в множество кандидатов? Напомним, что using- объявления вкладываются друг в друга. При наличии такого объявления в локальной области глобальная функция max(char, char) оказывается скрытой, так что в точке

libs_R_us::max( int, int );

вызова видны только

libs_R_us::max( double, double );

void func()

{

//using-объявление

//глобальная функция max( char, char ) скрыта using libs_R_us::max;

Они и являются кандидатами. Теперь вызовы func() разрешаются следующим образом:

}

Using-директивы также оказывают влияние на состав множества функций-кандидатов. Предположим, мы решили их использовать, чтобы сделать функции max() из пространства имен libs_R_us видимыми в func(). Если разместить следующую using- директиву в глобальной области видимости, то множество функций-кандидатов будет

состоять из глобальной функции max(char, char) и функций max(int, int) и

namespace libs_R_us { int max( int, int );

double max( double, double );

}

char max( char, char );

using namespace libs_R_us; // using-директива

max(double, double), объявленных в libs_R_us:

}

Что будет, если поместить using-директиву в локальную область видимости, как в следующем примере?

void func()

{

// using-директива

using namespace libs_R_us;

// те же вызовы функций, что и выше

}

Какие из функций max() окажутся среди кандидатов? Напомним, что using-директива делает члены пространства имен видимыми, словно они были объявлены вне этого пространства, в той точке, где такая директива помещается. В нашем примере члены libs_R_us видимы в локальной области функции func(), как будто они объявлены вне пространства – в глобальной области. Отсюда следует, что множество перегруженных

max( char, char ); libs_R_us::max( int, int );

функций, видимых внутри func(), то же, что и раньше, т.е. включает в себя libs_R_us::max( double, double );

В локальной или глобальной области видимости появляется using-директива, на

void func()

{

using namespace libs_R_us;

разрешение вызовов функции func() не влияет:

}

Итак, множество кандидатов состоит из функций, видимых в точке вызова, включая и те, которые введены using-объявлениями и using-директивами, а также из функций, объявленных в пространствах имен, ассоциированных с типами фактических аргументов. Например:

namespace basicLib { int print( int );

double print( double );

}

namespace matrixLib {

class matrix { /* ... */ }; void print( const maxtrix & );

}

void display()

{

using basicLib::print;

matrixLib::matrix mObj;

}

Кандидатами для print(mObj) являются введенные using-объявлением внутри display() функции basicLib::print(int) и basicLib::print(double), поскольку они видимы в точке вызова. Так как фактический аргумент функции имеет тип matrixLib::matrix, то функция print(), объявленная в пространстве имен matrixLib, также будет кандидатом. Каковы функции-кандидаты для print(87)? Только basicLib::print(int) и basicLib::print(double), видимые в точке вызова.

Поскольку аргумент имеет тип int, дополнительное пространство имен в поисках других кандидатов не рассматривается.

9.4.2. Устоявшие функции

Устоявшая функция относится к числу кандидатов. В списке ее формальных параметров либо то же самое число элементов, что и в списке фактических аргументов вызванной функции, либо больше. В последнем случае для дополнительных параметров задаются значения по умолчанию, иначе функцию нельзя будет вызвать с данным числом аргументов. Чтобы функция считалась устоявшей, должно существовать преобразование каждого фактического аргумента в тип соответствующего формального параметра. (Такие преобразования были рассмотрены в разделе 9.3.)

Вследующем примере для вызова f(5.6) есть две устоявшие функции: f(int) и

void f(); void f( int );

void f( double );

void f( char*, char* );

f(double).

}

Функция f(int) устояла, так как она имеет всего один формальный параметр, что соответствует числу фактических аргументов в вызове. Кроме того, существует стандартное преобразование аргумента типа double в int. Функция f(double) также

устояла; она тоже имеет один параметр типа double, и он точно соответствует фактическому аргументу. Функции-кандидаты f() и f(char*, char*) исключены из списка устоявших, так как они не могут быть вызваны с одним аргументом.

В следующем примере единственной устоявшей функцией для вызова format(3) является format(double). Хотя кандидата format(char*) можно вызывать с одним аргументом, не существует преобразования из типа фактического аргумента int в тип

char* format( int ); void g() {

// глобальная функция format( int ) скрыта char* format( double );

char* format( char* );

format(3); // есть только одна устоявшая функция: format( double )

формального параметра char*, а следовательно, функция не может считаться устоявшей.

}

В следующем примере все три функции-кандидата оказываются устоявшими для вызова max() внутри func(). Все они могут быть вызваны с двумя аргументами. Поскольку фактические аргументы имеют тип int, они точно соответствуют формальным

параметрам функции libs_R_us::max(int, int) и могут быть приведены к типам параметров функции libs_R_us::max(double, double) с помощью трансформации целых в плавающие, а также к типам параметров функции libs_R_us::max(char,

namespace libs_R_us { int max( int, int );

double max( double, double );

}

// using-объявление using libs_R_us::max;

char max( char, char ); void func()

{

// все три функции max() являются устоявшими

max( 87, 65 ); // вызывается using libs_R_us::max( int, int )

char) посредством преобразования целых типов.

}

Обратите внимание, что функция-кандидат с несколькими параметрами исключается из числа устоявших, как только выясняется, что один из фактических аргументов не может быть приведен к типу соответствующего формального параметра, пусть даже для всех остальных аргументов такое преобразование существует. В следующем примере функция min(char *, int) исключается из множества устоявших, поскольку нет возможности трансформации типа первого аргумента int в тип соответствующего параметра char *. И это происходит несмотря на то, что второй аргумент точно соответствует второму параметру.

extern double min( double, double ); extern double min( char*, int );

void func()

{

// одна функция-кандидат min( double, double )

min( 87, 65 ); // вызывается min( double, double )

}

Если после исключения из множества кандидатов всех функций с несоответствующим числом параметров и тех, для параметров которых не оказалось подходящего преобразования, не осталось устоявших, то обработка вызова функции заканчивается

void print( unsigned int ); void print( char* );

void print( char );

int *ip;

class SmallInt { /* ... */ }; SmallInt si;

ошибкой компиляции. В таком случае говорят, что соответствия не найдено.

}

9.4.3. Наилучшая из устоявших функция

Наилучшей считается та из устоявших функций, формальные параметры которой наиболее точно соответствуют типам фактических аргументов. Для любой такой функции преобразования типов, применяемые к каждому аргументу, ранжируются для определения степени его соответствия параметру. (В разделе 6.2 описаны поддерживаемые преобразования типов.) Наилучшей из устоявших называют функцию, для которой одновременно выполняются два условия:

∙преобразования, примененные к аргументам, не хуже преобразований, необходимых для вызова любой другой устоявшей функции;

∙хотя бы для одного аргумента примененное преобразование лучше, чем для того же аргумента в любой другой устоявшей функции.

Может оказаться так, что для приведения фактического аргумента к типу соответствующего формального параметра нужно выполнить несколько преобразований. Так, в следующем примере

int arr[3];

void putValues(const int *);

int main() {

putValues(arr); // необходимо 2 преобразования

// массив в указатель + преобразование спецификатора

return 0;

}

для приведения аргумента arr от типа “массив из трех int” к типу “указатель на const int” применяется последовательность преобразований:

1.Преобразование массива в указатель, которое трансформирует массив из трех int в указатель на int.

2.Преобразование спецификатора, которое трансформирует указатель на int в указатель на const int.

Поэтому было бы более правильно говорить, что для приведения фактического аргумента

к типу формального параметра устоявшей функции требуется последовательность преобразований. Поскольку применяется не одна, а несколько трансформаций, то на

третьем шаге процесса разрешения перегрузки функции на самом деле ранжируются последовательности преобразований.

Рангом такой последовательности считается ранг самой плохой из входящих в нее трансформаций. Как объяснялось в разделе 9.2, преобразования типов ранжируются следующим образом: точное соответствие лучше расширения типа, а расширение типа лучше стандартного преобразования. В предыдущем примере оба изменения имеют ранг точного соответствия. Поэтому и у всей последовательности такой же ранг.

Такая совокупность состоит из нескольких преобразований, применяемых в указанном порядке:

преобразование l-значения ->

расширение типа или стандартное преобразование ->

преобразование спецификаторов

Термин преобразование l-значения относится к первым трем трансформациям из категории точных соответствий, рассмотренных в разделе 9.2: преобразование l-значения в r-значение, преобразование массива в указатель и преобразование функции в указатель. Последовательность трансформаций состоит из нуля или одного преобразования l- значения, за которым следует нуль или одно расширение типа или стандартное преобразование, и наконец нуль или одно преобразование спецификаторов. Для

приведения фактического аргумента к типу формального параметра может быть применено только одна трансформация каждого вида.

Описанная последовательность называется последовательностью стандартных преобразований. Существует также последовательность определенных пользователем преобразований, которая связана с функцией-конвертером, являющейся членом класса. (Конвертеры и последовательности определенных пользователем преобразований рассматриваются в главе 15.)

Каковы последовательности изменений фактических аргументов в следующем примере?