6.6. Подбор функции

Во многих (если не во всех) случаях довольно просто выяснить, какая из перегруженных версий функции будет использована при данном вызове. Но это не так просто, когда у перегруженных функций одинаковое количество параметров и когда один или несколько параметров имеют типы, связанные преобразованиями. Для примера рассмотрим следующий набор перегруженных функций и их вызов:

void f() ;

void f(int) ;

void f(int, int);

void f(double, double = 3.14);

f(5.6); // вызов void f(double, double)

Выявление кандидатов и подходящих функций

На первом этапе подбора перегруженной функции выявляют набор версий, подходящих для рассматриваемого вызова. Такие функции называются функциями-кандидатами (candidate function). Функция-кандидат имеет имя, указанное при вызове, и видима в точке вызова. В данном примере кандидатами являются все четыре функции по имени f.

На втором этапе выбора функции из набора кандидатов выявляются те, которые могут быть вызваны с аргументами данного вызова. Выбранные функции называют подходящими (viable function). Чтобы считаться подходящей, функция должна иметь столько же параметров, сколько аргументов передано при вызове, и тип каждого аргумента должен совпадать или допускать преобразование в тип соответствующего параметра.

При вызове f(5.6) две функции-кандидата можно исключить сразу из-за несоответствия количеству аргументов. Речь идет о версии без параметров и версии с двумя параметрами типа int. В данном случае вызов имеет только один аргумент, а эти функции не имеют их вообще или имеют два параметра соответственно.

Функция, получающая один аргумент типа int, и функция, получающая два аргумента типа double, могли бы быть подходящими. Любая из них может быть вызвана с одним аргументом. Функция, получающая два аргумента типа double, имеет аргумент по умолчанию, а значит, может быть вызвана с одним аргументом.

Когда у функции есть аргументы по умолчанию (см. раздел 6.5.1), при вызове может быть передано меньше аргументов, чем она фактически имеет.

После проверки количества аргументов, позволяющей выявить функции, подходящие потенциально, проверяется соответствие типов параметров функций типам аргументов, переданных при вызове. Как и при любом обращении, тип аргумента может либо совпадать, либо допускать преобразование в тип параметра. В данном случае подходят обе оставшиеся функции.

• Функция f(int) является подходящей потому, что аргумент типа double может быть неявно преобразован в параметр типа int.

• Функция f(double, double) также является подходящей потому, что для второго параметра задано значение по умолчанию, а первый параметр имеет тип double, который точно соответствует типу аргумента.

Если никаких подходящих функций не обнаружено, компилятор выдает сообщение об ошибке.

Поиск наилучшего соответствия, если он есть

На третьем этапе подбора перегруженной функции выясняется, какая из допустимых функций наилучшим образом соответствует вызову. Этот процесс анализирует каждый аргумент вызова и выбирает подходящую функцию (или функции), для которой соответствие параметра аргументу является наилучшим. Подробно критерии наилучшего соответствия рассматриваются в следующем разделе, а пока достаточно знать, что чем ближе типы аргумента и параметра друг к другу, тем лучше соответствие.

В данном случае существует только один (явный) аргумент, который имеет тип double. При вызове версии f(int) аргумент преобразуется из типа double в тип int. Вторая подходящая функция, f(double, double), точно соответствует типу этого аргумента. Поскольку точное соответствие лучше соответствия требующего преобразования, компилятор предпочитает версию с двумя параметрами типа double. Для второго, недостающего аргумента компилятор добавит аргумент по умолчанию.

Подбор перегруженной версии с несколькими параметрами

Если у функции два или несколько аргументов, подбор подходящей версии усложняется. Предположим, что функции имеют то же имя f, но анализируется следующий вызов:

f(42, 2.56);

Набор подходящих функций выявляется, как прежде. Компилятор выбирает те версии функции, которые имеют необходимое количество параметров, типы которых соответствуют типам аргументов. В данном случае в набор подходящих вошли функции f(int, int) и f(double, double). Затем компилятор перебирает аргументы один за одним и определяет, какая из версий функций имеет наилучшее соответствие. Наилучше соответствующая функция та, для которой единственной выполняются следующие условия.

• Соответствие по каждому аргументу не хуже, чем у остальных подходящих функций.

• По крайней мере у одного аргумента соответствие лучше, чем у остальных подходящих функций.

Если после просмотра всех аргументов не было найдено ни одной функции, которая считалась бы наилучше соответствующей, компилятор сообщает об ошибке неоднозначности вызова.

В рассматриваемом примере вызова анализ лишь первого аргумента для версии f(int, int) функции f() обнаруживает точное соответствие. При анализе второй версии функции f() оказывается, что аргумент 42 типа int следует преобразовать в значение типа double. Соответствие в результате встроенного преобразования хуже, чем точное. Таким образом, рассматривая только этот параметр, лучше соответствует та версия функции f(), которая обладает двумя параметрами типа int, а не двумя параметрами типа double.

Но при переходе ко второму аргументу оказывается, что версия функции f() с двумя параметрами типа double точно соответствует аргументу 2.56. Вызов версии функции f() с двумя параметрами типа int потребует преобразования аргумента 2.56 из типа double в тип int. Таким образом, при рассмотрении только второго параметра версия f(double, double) функции f() имеет лучшее соответствие.

Компилятор отклонит этот вызов, поскольку он неоднозначен: каждая подходящая функция является лучшим соответствием по одному из аргументов. Было бы заманчиво обеспечить соответствие за счет явного приведения типов (см. раздел 4.11.3) одного из аргументов. Но в хорошо спроектированных системах в приведении аргументов не должно быть необходимости.

При вызове перегруженных функций приведения аргументов практически не нужны: потребность в приведении означает, что наборы параметров перегруженных функций проработаны плохо.

Упражнения раздела 6.6

Упражнение 6.49. Что такое функция-кандидат? Что такое подходящая функция?

Упражнение 6.50. С учетом приведенных в начале раздела объявлений функции f() перечислите подходящие функции для каждого из следующих вызовов. Укажите наилучше соответствие, или если его нет, то из-за отсутствия соответствия или неоднозначности вызова?

(a) f(2.56, 42) (b) f(42) (с) f(42, 0) (d) f(2.56, 3.14)

Упражнение 6.51. Напишите все четыре версии функции f(). Каждая из них должна выводить собственное сообщение. Проверьте свои ответы на предыдущее упражнение. Если ответы были неправильными, перечитайте этот раздел и выясните, почему вы ошиблись.