大型重載數(shù)控機床技術及應用（上冊）

重載函數(shù)(overloaded function)是C++支持的一種特殊函數(shù)，C++編譯器對函數(shù)重載的判斷更是C++語言中最復雜的內容之一。

首先我們先明確一下重載函數(shù)的定義:在相同的聲明域中的函數(shù)名相同的，而參數(shù)表不同的，即通過函數(shù)的參數(shù)表而唯一標識并且來區(qū)分函數(shù)的一種特殊的函數(shù)。

您也許要問，函數(shù)為什么要重載呢?何時應該選擇函數(shù)重載(function overloading)，何時又不呢?這也是我要在下面介紹的。

函數(shù)的重載其實就是"一物多用"的思想(這里指的"物"是"函數(shù)名")，其實不僅是函數(shù)可以重載，運算符也是可以重載的。例如:運算符"<<"和">>"既可以作為移位運算符，又可以作為輸出流中的插入運算符和輸入流中的提取運算符。

當將要定義一組函數(shù)，使它們執(zhí)行一系列的操作，但是它們是應用在不同的參數(shù)類型上的。此時我們可以選擇重載函數(shù)。

例如: int z_x_max (int，int); //返回兩個整數(shù)的最大值;

int ve_max (const vector <int> &); //返回vector容器中的最大值;

int matrix_max (const matrix &); //返回matrix引用的最大值;

上面的三個函數(shù)都可以大概地說成判斷一組數(shù)中的最大值，對于函數(shù)的用戶來說，他們并不關心函數(shù)定義的細節(jié)，也就是說他們不關心判斷兩個整數(shù)的大小和判斷數(shù)組(vector容器)數(shù)的大小應該使用不同的函數(shù)，而對于程序的設計者來說這可是不得不想到的。程序員必須記住并查找每個函數(shù)名。而函數(shù)的重載把程序員從這種問題的復雜性中解放了出來，C++提供了這種支持。上面的三個比較大小的函數(shù)可以定義成:

int Max (int，int); //返回兩個整數(shù)的最大值;

int Max (const vector <int> &); //返回vector容器中的最大值;

int Max (const matrix &); //返回matrix引用的最大值;

通過參數(shù)就可以一眼分辨不同的函數(shù)。

同時函數(shù)的重載也有它不適用的情況。例如:在開發(fā)文本編輯器的過程中，會涉及到一系列控制光標的函數(shù)，如下:

Screen& MoveUp( );

Screen& MoveDown( );

Screen& MoveLeft( );

Screen& MoveRight( );

看過這四個函數(shù)不言而喻，它們是控制光標在屏幕上的位置的，即:向上移動光標，向下移動光標，向左移動光標，向右移動光標。如果我現(xiàn)在把它們寫成重載函數(shù)，每個都是Screen& Move( );顯然對于程序員來說是不易理解的。因此對于函數(shù)重載的使用我們應遵循應用的邏輯，而不是簡單地因為它的存在就必須使用它。程序員不應該勉強使用重載函數(shù)。

您有沒有想過C++編譯器是如何判斷您調用的是重載中的哪個函數(shù)?即使它們的函數(shù)名相同。您也許會毫不猶豫的回答:是通過函數(shù)的參數(shù)表。其實識別的過程并不是像您想象中的那么的容易，其中涉及到參數(shù)的等級劃分，參數(shù)轉換等諸多方面，下面我就一一進行講解。

假如有下面一組函數(shù):

那么好，問題出現(xiàn)了。S (2.4 );將調用上面四個函數(shù)中的哪一個呢?

編譯器判斷重載函數(shù)的第一步是確定該調用中所考慮的重載函數(shù)的集合，該函數(shù)集合被稱為候選函數(shù)(candidant function)。所謂候選函數(shù)就是與被調用函數(shù)同名的函數(shù)。上面的前四個函數(shù)都可以成為候選函數(shù)(當然可以是多個)，而唯有Max ( int ， int ) 被排除在外了。

編譯器判斷重載函數(shù)的第二步分為兩動作。第一個動作是編譯器從第一步選出的候選函數(shù)中調出可行函數(shù)(viable function)。可行函數(shù)的函數(shù)參數(shù)個數(shù)與調用的函數(shù)參數(shù)個數(shù)相同(如S ( int ))，或者可行函數(shù)的參數(shù)可以多一些，但是多出來的函數(shù)參數(shù)都要有相關的缺省值(如 S (double ， double =1.2 );)第二個動作是根據(jù)參數(shù)類型的轉換規(guī)則將被調用的函數(shù)實參轉換(conversion)成候選函數(shù)的實參。這里本著充分利用參數(shù)類型轉換的原則，換句話說，盡可能的使用上參數(shù)類型轉換。當然轉換要以候選函數(shù)為轉換的目標。上面的函數(shù)中只有兩個是可行函數(shù)，它們分別是S ( int ); S ( double ， double )。

如果依照參數(shù)轉換規(guī)則沒有找到可行函數(shù)，則該調用就是錯誤的，則說沒有函數(shù)與調用匹配，屬于無匹配情況(no match function)。

編譯器判斷重載函數(shù)的第三步是從第二步中選出的可行函數(shù)中選出最佳可行函數(shù)(best match situation)。在最佳可行函數(shù)的選擇中，從函數(shù)實參類型到相應可行函數(shù)參數(shù)所用的轉化都要劃分等級，根據(jù)等級的劃分(ranked)，最后選出最佳可行函數(shù)。

數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床，能夠根據(jù)已編好的程序，使機床動作并加工零件。它綜合了機械、自動化、計算機、測量、微電子等最新技術，使用了多種傳感器，在數(shù)控機床上應用的傳感器主要有光電編碼器、直線光柵、接近開關、溫度傳感器、霍爾傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、旋轉變壓器、感應同步器、速度傳感器等，主要用來檢測位置、直線位移和角位移、速度、壓力、溫度等。

1、數(shù)控機床對傳感器的要求

1)可靠性高和抗干擾性強;

2)滿足精度和速度的要求;

3)使用維護方便，適合機床運行環(huán)境;

4)成本低。

不同種類數(shù)控機床對傳感器的要求也不盡相同，一般來說，大型機床要求速度響應高，中型和高精度數(shù)控機床以要求精度為主。

2、感應同步器的應用

感應同步器是利用兩個平面形繞組的互感隨位置不同而變化的原理制成的。其功能是將角度或直線位移轉變成感應電動勢的相位或幅值，可用來測量直線或轉角位移。按其結構可分為直線式和旋轉式兩種。直線式感應同步器由定尺和滑尺兩部分組成，定尺安裝在機床床身上，滑尺安裝于移動部件上，隨工作臺一起移動;旋轉式感應同步器定子為固定的圓盤，轉子為轉動的圓盤。感應同步器具有較高的精度與分辨力、抗干擾能力強、使用壽命長、維護簡單、長距離位移測量、工藝性好、成本較低等優(yōu)點。旋轉式感應同步器則被廣泛地用于機床和儀器的轉臺以及各種回轉伺服控制系統(tǒng)中。