可选函数参数：使用默认参数（NULL）还是重载函数？

Question

我有一个处理给定向量的函数，但如果没有给出，也可以自己创建这样的向量。

对于这种情况，我看到了两种设计选择，其中函数参数是可选的：

将其设为指针并默认设为NULL：

void foo(int i, std::vector<int>* optional = NULL) {
  if(optional == NULL){
    optional = new std::vector<int>();
    // fill vector with data
  }
  // process vector
}

或者有两个具有重载名称的函数，其中一个省略了参数：

void foo(int i) {
   std::vector<int> vec;
   // fill vec with data
   foo(i, vec);
}

void foo(int i, const std::vector<int>& optional) {
  // process vector
}

是否有理由选择一种解决方案而不是另一种？

我更喜欢第二个，因为我可以将向量设为const 引用，因为它在提供时只能读取，不能写入。此外，界面看起来更干净（NULL 不只是一个 hack 吗？）。并且间接函数调用导致的性能差异可能被优化掉了。

然而，我经常在代码中看到第一个解决方案。除了程序员的懒惰之外，还有令人信服的理由喜欢它吗？

Answer 1

我不会使用任何一种方法。

在这种情况下， foo() 的目的似乎是处理一个向量。也就是说，foo() 的工作是处理向量。

但是在 foo() 的第二个版本中，它隐含地赋予了第二个工作：创建向量。 foo() 版本 1 和 foo() 版本 2 之间的语义不同。

如果你需要这样的东西，我会考虑只使用一个 foo() 函数来处理向量，以及创建向量的另一个函数，而不是这样做。

例如：

void foo(int i, const std::vector<int>& optional) {
  // process vector
}

std::vector<int>* makeVector() {
   return new std::vector<int>;
}

显然这些函数是微不足道的，如果所有 makeVector() 需要做的就是完成它的工作只是调用 new，那么使用 makeVector() 函数可能没有意义。但我敢肯定，在您的实际情况下，这些函数的作用远不止此处所示，我上面的代码说明了语义设计的一种基本方法：让一个函数完成一项工作。

我上面对 foo() 函数的设计还说明了我个人在代码中使用的另一种基本方法，当涉及到设计接口时——包括函数签名、类等。就是这样：我相信一个好的界面是 1) 简单直观地正确使用，2) 难以或不可能错误地使用。在 foo() 函数的情况下，我们含蓄地说，在我的设计中，向量必须已经存在并且“准备好”。通过将 foo() 设计为获取引用而不是指针，调用者必须已经有一个向量是直观的，并且他们将很难传递一些不是现成向量的东西.

Answer 2

我绝对赞成第二种方法的重载方法。

第一种方法（可选参数）模糊了方法的定义，因为它不再有一个明确定义的目的。这反过来又增加了代码的复杂性，使不熟悉它的人更难理解。

使用第二种方法（重载方法），每种方法都有明确的目的。每种方法都结构良好和内聚。一些附加说明：

• 如果需要将代码复制到两个方法中，可以将其提取到单独的方法中，并且每个重载的方法都可以调用此外部方法。
• 我会更进一步，以不同的方式命名每个方法，以表明这些方法之间的差异。这将使代码更具自我记录性。

Answer 3

虽然我确实理解许多人对默认参数和重载的抱怨，但似乎对这些功能提供的好处缺乏了解。

默认参数值：
首先我想指出，在项目的初始设计中，如果设计得当，默认值应该很少甚至没有用处。然而，默认值的最大优势在于现有项目和完善的 API。我从事的项目包含数百万行现有代码，并且没有机会重新编写所有代码。因此，当您希望添加需要额外参数的新功能时；新参数需要默认值。否则，您将破坏使用您项目的每个人。这对我个人来说没问题，但我怀疑你的公司或你的产品/API 的用户会喜欢在每次更新时重新编码他们的项目。 简单地说，默认值非常适合向后兼容！这通常是您在大型 API 或现有项目中看到默认值的原因。

函数覆盖： 功能覆盖的好处是它们允许共享功能概念，但具有不同的选项/参数。然而，很多时候我看到函数覆盖被懒惰地用来提供截然不同的功能，只是参数略有不同。在这种情况下，它们每个都应该有单独命名的函数，与它们的特定功能有关（与 OP 的示例一样）。

这些，c/c++ 的特性很好，如果使用得当，效果很好。这可以说是大多数编程功能。当它们被滥用/误用时，它们就会引起问题。

免责声明：
我知道这个问题已经有几年的历史了，但由于这些答案出现在我今天（2012 年）的搜索结果中，我觉得这需要为未来的读者进一步解决。

Answer 4

在 C++ 中引用不能为 NULL，一个非常好的解决方案是使用 Nullable 模板。 这会让你做的事情是 ref.isNull()

你可以在这里使用：

template<class T>
class Nullable {
public:
    Nullable() {
        m_set = false;
    }
    explicit
    Nullable(T value) {
        m_value = value;
        m_set = true;
    }
    Nullable(const Nullable &src) {
        m_set = src.m_set;
        if(m_set)
            m_value = src.m_value;
    }
    Nullable & operator =(const Nullable &RHS) {
        m_set = RHS.m_set;
        if(m_set)
            m_value = RHS.m_value;
        return *this;
    }
    bool operator ==(const Nullable &RHS) const {
        if(!m_set && !RHS.m_set)
            return true;
        if(m_set != RHS.m_set)
            return false;
        return m_value == RHS.m_value;
    }
    bool operator !=(const Nullable &RHS) const {
        return !operator==(RHS);
    }

    bool GetSet() const {
        return m_set;
    }

    const T &GetValue() const {
        return m_value;
    }

    T GetValueDefault(const T &defaultValue) const {
        if(m_set)
            return m_value;
        return defaultValue;
    }
    void SetValue(const T &value) {
        m_value = value;
        m_set = true;
    }
    void Clear()
    {
        m_set = false;
    }

private:
    T m_value;
    bool m_set;
};

现在你可以拥有

void foo(int i, Nullable<AnyClass> &optional = Nullable<AnyClass>()) {
   //you can do 
   if(optional.isNull()) {

   }
}

Answer 5

我同意，我会使用两个函数。基本上，你有两个不同的用例，所以有两个不同的实现是有意义的。

我发现我编写的 C++ 代码越多，我的参数默认值就越少 - 如果该功能被弃用，我不会真的流泪，尽管我将不得不重新编写大量旧代码！

Answer 6

我通常避免第一种情况。请注意，这两个功能的作用不同。其中一个用一些数据填充向量。另一个没有（只接受来自调用者的数据）。我倾向于命名实际上做不同事情的不同功能。实际上，即使您编写它们，它们也是两个函数：

• foo_default（或只是foo）
• foo_with_values

至少我发现这种区别在 long therm 中更清晰，对于偶尔的库/函数用户而言。

Answer 7

我也更喜欢第二个。虽然两者之间没有太大区别，但您基本上使用 foo(int i) 重载中的主要方法的功能，并且主要重载可以完美地工作而无需关心是否存在缺少另一个重载，因此在重载版本中有更多的关注点分离。

Answer 8

在 C++ 中，您应该尽可能避免允许使用有效的 NULL 参数。原因是它大大减少了调用站点文档。我知道这听起来很极端，但我使用的 API 需要超过 10-20 个参数，其中一半可以有效地为 NULL。生成的代码几乎不可读

SomeFunction(NULL, pName, NULL, pDestination);

如果您将其切换为强制 const 引用，则代码只会被强制变得更具可读性。

SomeFunction(
  Location::Hidden(),
  pName,
  SomeOtherValue::Empty(),
  pDestination);

Answer 9

我完全属于“超载”阵营。其他人添加了有关您的实际代码示例的细节，但我想补充一下我认为在一般情况下使用重载与默认值相比的好处。

• 任何参数都可以“默认”
• 如果覆盖函数使用不同的默认值，则没有问题。
• 不必为现有类型添加“hacky”构造函数以使其具有默认值。
• 可以默认输出参数，而无需使用指针或 hacky 全局对象。

在每个上放一些代码示例：

任何参数都可以默认：

class A {}; class B {}; class C {};

void foo (A const &, B const &, C const &);

inline void foo (A const & a, C const & c)
{
  foo (a, B (), c);    // 'B' defaulted
}

没有覆盖具有不同默认值的函数的危险：

class A {
public:
  virtual void foo (int i = 0);
};

class B : public A {
public:
  virtual void foo (int i = 100);
};


void bar (A & a)
{
  a.foo ();           // Always uses '0', no matter of dynamic type of 'a'
}

不必为现有类型添加“hacky”构造函数以允许它们被默认：

struct POD {
  int i;
  int j;
};

void foo (POD p);     // Adding default (other than {0, 0})
                      // would require constructor to be added
inline void foo ()
{
  POD p = { 1, 2 };
  foo (p);
}

输出参数可以默认，无需使用指针或hacky全局对象：

void foo (int i, int & j);  // Default requires global "dummy" 
                            // or 'j' should be pointer.
inline void foo (int i)
{
  int j;
  foo (i, j);
}

规则重载与默认值的唯一例外是构造函数，目前无法将构造函数转发给另一个构造函数。 （我相信 C++ 0x 会解决这个问题）。

Answer 10

我倾向于第三种选择： 分成两个函数，但不要重载。

从本质上讲，重载不太可用。它们要求用户了解两个选项并弄清楚它们之间的区别，如果他们愿意，还需要检查文档或代码以确保哪个是哪个。

我会有一个接受参数的函数， 还有一个叫做“createVectorAndFoo”或类似的东西（显然命名变得更容易解决实际问题）。

虽然这违反了“函数的两个职责”规则（并给它一个长名称），但我相信当你的函数确实做了两件事（创建向量和 foo 它）时，这更可取。

Answer 11

一般来说，我同意其他人使用双功能方法的建议。但是，如果在使用 1 参数形式时创建的向量始终相同，您可以通过将其设为静态并使用默认的 const& 参数来简化事情：

// Either at global scope, or (better) inside a class
static vector<int> default_vector = populate_default_vector();

void foo(int i, std::vector<int> const& optional = default_vector) {
    ...
}

Answer 12

第一种方法比较差，因为你无法判断你是不小心传入了 NULL 还是故意这样做的......如果这是一个意外，那么你很可能导致了一个错误。

使用第二个，您可以测试（断言，无论如何）NULL 并适当地处理它。