第5回 関数オーバーロードとデフォルト引数

1. C ではこう書いていた／C++ ではどう書くか

C では同名の関数を複数宣言することができません。そのため型ごとに名前をずらすか、マクロで逃げる、という二択になりがちでした。C++ ではこれを言語機能で解決します。

呼び出し側の記述が減るだけでなく、型を取り違えるバグが起きにくくなるのが大きな利点です。max_int に double を渡して暗黙変換で精度が落ちる、のような事故が構造的に防げます。

2. オーバーロードの基本ルール

同名の関数を複数書くときの条件はシンプルです。

• 引数の型が違えば OK
• 引数の個数が違えば OK
• 戻り値の型だけが違うのは NG
• const・&・&& の違いでもオーバーロード可能

// ✅ OK（引数の型が違う）
int    f(int);
int    f(double);

// ✅ OK（引数の個数が違う）
int    g(int);
int    g(int, int);

// ❌ NG（戻り値だけ違う）
int    h(int);
double h(int);   // redefinition エラー

// ✅ OK（const の有無で区別できる＝メンバ関数）
class X {
    int value();         // 非 const 版
    int value() const;   // const 版
};

3. 解決の仕組みと曖昧エラー

コンパイラが「どのオーバーロードを呼ぶか」を決める手順はおおむね 3 段階です。

曖昧エラーの例

void f(int);
void f(long);

f(3.14);   // ❌ エラー: double → int と double → long の両方が標準変換
              //          で同じ順位になり、どちらか決められない

対処法は 3 つ。

• 明示的にキャスト：f(static_cast<int>(3.14));
• オーバーロードを追加：void f(double); を用意
• そもそも int/long のオーバーロードを作らない（曖昧の温床になりやすい）

完全一致が強い

候補が複数あるときは、引数の型にそのまま一致する版が最優先で選ばれます。「暗黙変換が 1 回必要」より「変換なしで呼べる」方が常に勝ちます。

void print(int x)    { std::cout << "int: "    << x; }
void print(double x) { std::cout << "double: " << x; }

print(42);      // → "int: 42"    （完全一致）
print(3.14);    // → "double: 3.14"（完全一致）
print(42L);     // → "double: 42" （long→double が long→int より優先）

4. デフォルト引数

関数の引数に既定値を付けると、呼び出し側で省略できます。これもオーバーロードと並んで、C にはない便利機能です。

ルール

• 右側の引数から順にデフォルト値を付ける（途中の引数だけ既定にはできない）
• 既定値は宣言の1 箇所だけに書く（通常はヘッダ側）。cpp 側の定義では書かない
• 既定値は 定数式、または呼び出し時に評価できる式なら OK

// ✅ OK: 右から順に省略可
void draw(int x, int y, int color = 0, int alpha = 255);

// ❌ NG: 途中だけ既定にはできない
void draw(int x, int y = 0, int color);  // エラー

5. オーバーロード × デフォルト引数の組み合わせ

同じ目的を達成する道具が 2 つ（オーバーロードとデフォルト引数）あるので、使い分けに迷うことがあります。基本的な判断基準は以下です。

曖昧の危険：組み合わせ時

// 両方が「1 引数版」として成り立つため曖昧
void f(int a);
void f(int a, int b = 0);

f(10);  // ❌ どちらを呼ぶか曖昧

こういう重複を作らないよう、オーバーロードとデフォルト引数は交差しない形で使うのが安全です。

6. 使いどころと落とし穴

オーバーロードが輝く場面

• 型ごとに専用処理を提供したい（整数版と浮動小数点版を別実装にしたい等）
• 標準ライブラリの流儀（std::to_string(int) / std::to_string(double) / … のように全型版を提供）
• クラスのコンストラクタや演算子の多重定義（第 21 回・第 23 回で扱う）

デフォルト引数が輝く場面

• オプション引数が多いが、ほとんどのケースで既定値でよい API
• 後方互換を壊さずに関数シグネチャを拡張したいとき（末尾にデフォルト引数付きで追加）

よくある落とし穴

• 曖昧エラー：int と long、int と unsigned int のようにオーバーロードを作ると、整数リテラルで曖昧になりがち
• 仮想関数のオーバーロード：派生クラスでオーバーライドするとき、using Base::func; を書かないと基底のオーバーロードが見えなくなる（第 36 回で扱う）
• デフォルト引数の型変換：= 0 が int → ポインタ型への変換候補になると、思わぬオーバーロードが選ばれる