関数のオーバーロード

一部のプログラミング言語では、関数オーバーロードまたはメソッド オーバーロードとは、異なる実装を持つ同じ名前の複数の関数を作成する機能です。オーバーロードされた関数を呼び出すと、呼び出しのコンテキストに適したその関数の特定の実装が実行され、1 つの関数呼び出しでコンテキストに応じて異なるタスクを実行できるようになります。

たとえば、doTask()とdoTask(object o)はオーバーロードされた関数です。後者を呼び出すには、オブジェクトをパラメータとして渡す必要がありますが、前者はパラメータを必要とせず、空のパラメータ フィールドで呼び出されます。よくあるエラーは、2 番目の関数でオブジェクトにデフォルト値を割り当てることです。この場合、コンパイラは2 つの方法のどちらを使用するかがわからない ため、あいまいな呼び出しエラーが発生します。

もう 1 つの例は、テキストを印刷するか写真を印刷するかに基づいて異なるアクションを実行するPrint(object o)関数です。2 つの異なる関数は、 Print(text_object T); Print(image_object P)のようにオーバーロードできます。プログラムが「印刷」するすべてのオブジェクトに対してオーバーロードされた印刷関数を記述すると、オブジェクトのタイプや正しい関数呼び出しについて心配する必要がなくなり、呼び出しは常にPrint(something) になります。

関数オーバーロードをサポートする言語には、以下のものが含まれますが、これらに限定されるわけではありません。

• エイダ
• 頂点
• C++
• C#
• クロージュア^[1]
• 迅速
• フォートラン
• コトリン^[2]
• ジャワ語^[3]
• ジュリア
• PostgreSQL ^[4]とPL/SQL ^[5]
• スカラ
• タイプスクリプト
• ビジュアルベーシック
• ウルフラム言語
• エリクサー
• ニム^[6]
• クリスタル^[7]
• デルファイ^[8]

• 特定のモジュール、クラス、または名前空間内の複数の関数定義に同じ関数名が使用されています
• 関数は異なる型シグネチャを持つ必要があります。つまり、仮引数の数や型が異なります（C++の場合）、または戻り値の型も異なります（Adaの場合）。^[9]

関数のオーバーロードは、通常、関数呼び出し時に型チェックを強制する静的型付けプログラミング言語に関連付けられます。オーバーロードされた関数は、同じ名前で呼び出し可能な異なる関数のセットです。特定の呼び出しに対して、コンパイラはどのオーバーロードされた関数を使用するかを決定し、コンパイル時にこれを解決します。これは、Javaなどのプログラミング言語に当てはまります。^[10]

関数オーバーロードは、静的にではなく、仮想関数などを通じて実行時に選択が行われるポリモーフィズムの形式とは異なります。

例: C++ での関数オーバーロード

#include <iostream> 

int Volume ( int s ) { // 立方体の体積。return s * s * s ; }     
       


double Volume ( double r , int h ) { // シリンダーの体積。return 3.1415926 * r * r * static_cast < double > ( h ); }       
         


long Volume ( long l , int b , int h ) { // 直方体の体積。return l * b * h ; }         
       


int main () { std :: cout << Volume ( 10 ); std :: cout << Volume ( 2.5 , 8 ); std :: cout << Volume ( 100l , 75 , 15 ); }  
    
     
      

上記の例では、実際のパラメータの数とタイプの違いに基づいて選択され、「volume」という名前の 3 つの関数のいずれかを使用して各コンポーネントのボリュームが計算されます。

オブジェクトのインスタンスを作成するために使用されるコンストラクタは、一部のオブジェクト指向 プログラミング言語でオーバーロードされることもあります。多くの言語では、コンストラクタの名前はクラス名によって事前に決定されるため、コンストラクタは 1 つしか存在しないように思われます。複数のコンストラクタが必要な場合は、オーバーロードされた関数として実装する必要があります。C ++では、デフォルト コンストラクタはパラメータを取らず、オブジェクトメンバーを適切なデフォルト値でインスタンス化します。デフォルト値は通常、数値フィールドの場合は 0、文字列フィールドの場合は空の文字列です。^[11]たとえば、C++ で記述されたレストランの請求書オブジェクトのデフォルト コンストラクタは、チップを 15% に設定します。

請求書() 
:チップ( 0.15 ), // パーセンテージ合計( 0.0 ) { }      
      
 

この方法の欠点は、作成された Bill オブジェクトの値を変更するのに 2 つの手順が必要になることです。以下は、メイン プログラム内での値の作成と変更を示しています。

ビルカフェ;カフェ.チップ= 0.10 ;カフェ.合計= 4.00 ; 
  
  

コンストラクターをオーバーロードすると、作成時にチップと合計をパラメーターとして渡すことができます。これは、2 つのパラメーターを持つオーバーロードされたコンストラクターを示しています。このオーバーロードされたコンストラクターは、前に使用した元のコンストラクターと同様にクラスに配置されます。どちらが使用されるかは、新しい Bill オブジェクトの作成時に提供されるパラメーターの数 (0 または 2) によって異なります。

請求書(チップが2倍、合計が2倍) :チップ(チップ)、合計(合計) { }   
     
      
 

これで、新しい Bill オブジェクトを作成する関数は、コンストラクターに 2 つの値を渡し、データ メンバーを 1 つのステップで設定できるようになりました。次に、値の作成と設定を示します。

ビルカフェ（0.10、4.00 ）;​  

これは、プログラムの効率を高め、コードの長さを短縮するのに役立ちます。

コンストラクタのオーバーロードのもう 1 つの理由は、必須データ メンバーを強制することです。この場合、デフォルト コンストラクタは、外部からアクセスできないようにプライベートまたは保護された (またはC++11以降は削除されることが望ましい) ものとして宣言されます。上記の Bill の場合、total が唯一のコンストラクタ パラメータである可能性があります (Bill には total の適切なデフォルトがないため)。一方、tip のデフォルトは 0.15 です。

関数のオーバーロードには、名前のマスキング(スコープによる) と暗黙的な型変換という 2 つの問題が影響し合い、複雑化します。

あるスコープで関数が宣言され、同じ名前の別の関数が内部スコープで宣言されている場合、2 つの自然なオーバーロード動作が考えられます。内部宣言が外部宣言をマスクする (シグネチャに関係なく)、または内部宣言と外部宣言の両方がオーバーロードに含まれ、シグネチャが一致する場合にのみ内部宣言が外部宣言をマスクします。最初の動作は C++ で採用されています。「C++ では、スコープをまたがるオーバーロードはありません。」^[12]その結果、異なるスコープで宣言された関数を含むオーバーロード セットを取得するには、キーワードを使用して、関数を外部スコープから内部スコープに明示的にインポートする必要がありますusing。

暗黙的な型変換は関数のオーバーロードを複雑にします。これは、パラメータの型がオーバーロードされた関数の 1 つのシグネチャと正確に一致しないが、型変換後に一致する場合、解決はどの型変換が選択されるかによって異なるためです。

これらは、紛らわしい方法で組み合わされる可能性があります。たとえば、内部スコープで宣言された不完全一致は、外部スコープで宣言された完全一致をマスクする可能性があります。^[12]

たとえば、 またはdoubleを受け取るオーバーロードされた関数を持つ派生クラスを作成しint、基本クラスから を受け取る関数を使用する場合int、C++ では次のように記述します。

クラスB { public : void F ( int i ); };  
 
    


クラスD : public B { public : using B :: F ; void F ( double d ); };     
 
   
    

派生クラスに渡されるパラメータusingに結果を含めないと、そのパラメータはdouble に変換され、基本クラスではなく派生クラスの関数と一致します。含めると、派生クラスでオーバーロードが発生し、基本クラスの関数と一致します。 intFusing

メソッドが過剰な数のオーバーロードを使用して設計されている場合、開発者がコードを読むだけではどのオーバーロードが呼び出されているかを判断することが難しい場合があります。これは、オーバーロードされたパラメータの一部が、他の可能なパラメータの継承型である場合に特に当てはまります (たとえば、「オブジェクト」)。IDE はオーバーロードの解決を実行し、正しいオーバーロードを表示 (または移動) できます。

型ベースのオーバーロードはコードのメンテナンスを妨げる可能性があり、コードの更新によってコンパイラが選択するメソッドのオーバーロードが誤って変更される可能性があります。^[13]

• 抽象化（コンピュータサイエンス）
• コンストラクター（コンピュータサイエンス）
• デフォルト引数
• ダイナミックディスパッチ
• ファクトリーメソッドパターン
• メソッドシグネチャ
• メソッドのオーバーライド
• オブジェクト指向プログラミング
• 演算子のオーバーロード

• Bloch, Joshua (2018)。『Effective Java: プログラミング言語ガイド』（第 3 版）。Addison- Wesley。ISBN 978-0134685991。

• Meyer, Bertrand (2001年10 月)。「オーバーロードとオブジェクト テクノロジー」(PDF)。エッフェル コラム。オブジェクト指向プログラミング ジャーナル。14 (4)。101 Communications LLC: 3–7。2020年8 月 27 日に閲覧。