慎用C++重载，小心隐式类型转换

在包装socket API的过程中，突然发现有个问题，那就是重载可能造成歧义，参考下列简化后的代码

// 原始API
void send(const char* buf, size_t len, int flags) {
    cout << "buf:    " << std::string(buf, buf + len) << " | ";
    cout << "flags:  " << flags << endl;
}

// 重载
namespace test {

void send(const char* buf, size_t len, int flags = 0) {
    cout << "重载1: " ;
    ::send(buf, len, flags);
}

void send(const char* buf, int flags = 0) {
    cout << "重载2: ";
    ::send(buf, strlen(buf), flags);
}

void send(const std::string& buf, int flags = 0) {
    cout << "重载3: ";
    ::send(buf.data(), buf.size(), flags);
}

}

我的目的是让send支持直接发送字符串字面值或者C++标准库字符串，而不是指定缓冲区和缓冲区长度。由于这里的send是模拟socket API的send，所以附带了flags参数，因为一般而言为0，所以我把它设为默认参数。
来尝试调用重载函数。

    test::send(buf, strlen(buf), 10);  // 1. 使用全部参数
    test::send(buf, strlen(buf));      // 2. 使用缺省flags参数
    test::send("hello");               // 3. 发送字符串字面值
    test::send("hello", 10);           // 4. 发送字符串字面值，自定义flags
    test::send(std::string(buf));      // 5. 发送std::string

运行结果如下

重载1: buf:    hello | flags:  10
重载1: buf:    hello | flags:  0
重载2: buf:    hello | flags:  0
重载2: buf:    hello | flags:  10
重载3: buf:    hello | flags:  0

但是，注意第4种发送方式，如果我们是想使用重载1，发送缓冲区，正确的方式如下

    char buf[] = "hello";
    test::send(buf, strlen(buf));

其中strlen(buf)返回类型是size_t，和重载1的类型对应，但是假如缓冲区不是这么直白定义的，而是拼接的，有时候我们并不会把缓冲区长度声明为size_t类型，比如下列场景

    char buf[1024];
    auto len = snprintf(buf, sizeof(buf), "hello: %s", "cpp");
    len += snprintf(buf + len, sizeof(buf) - len, "; %s", "END");
    test::send(buf, len);

结果为

重载2: buf:    hello: cpp; END | flags:  15

snprintf返回int（为了在调用错误时返回-1），所以这里用auto关键字也会推断为int，于是这里会调用重载2，把len当成flags参数。
比较理想的情况是那些返回ssize_t类型的API，此时编译器干脆会报错，至少不会让你调用错误的重载。

    char buf[] = "hello";
    ssize_t buflen = strlen(buf);
    test::send(buf, buflen);

# g++ -std=c++11 overload.cc 
overload.cc: In function ‘int main()’:
overload.cc:37:27: error: call of overloaded ‘send(char [6], ssize_t&)’ is ambiguous
     test::send(buf, buflen);
                           ^
overload.cc:17:6: note: candidate: void test::send(const char*, size_t, int)
 void send(const char* buf, size_t len, int flags = 0) {
      ^
overload.cc:22:6: note: candidate: void test::send(const char*, int)
 void send(const char* buf, int flags = 0) {
      ^
overload.cc:27:6: note: candidate: void test::send(const string&, int)
 void send(const std::string& buf, int flags = 0) {

重载的大坑可以参考知乎的回答：C++ 隐式类型转换重载决议的具体优先级是怎样的？
来看看陈硕举的例子

~# cat overload.cc 
// overload.cc
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

void foo(const string& name) { cout << name << endl; }
void foo(bool on) { cout << on << endl; }

int main() {
    foo("C++");
    return 0;
}
~# g++ -std=c++11 overload.cc 
~# ./a.out 
1

按照【直接匹配>类型提升转换(float->double这种)>隐式转换>类类型转换】的思路，这里的字符串字面值"C++"直接匹配的类型是const char*，转换成std::string是通过类类型转换，转换成bool则是隐式转换，所以优先转换成bool。

这种大坑也是C++11使用nullptr的原因，比如对上述foo的两个重载版本，传入nullptr是无法通过编译的，因为nullptr类型是nullptr_t，无法隐式转换成整型，不像NULL之前的定义（0或者(void*)0），可能被隐式转换成int。

void foo(nullptr_t) { cout << "nullptr" << endl; }
void foo(const char*) { cout << "char*" << endl; }

foo("C++");   // char*
foo(nullptr); // nullptr
//foo(NULL);  // error: call of overloaded ‘foo(NULL)’ is ambiguous

最后编辑于：2018.08.05 01:56:59