C++における関数オーバーロードとconstキーワードの挙動

C++では関数のオーバーロード（多重定義）が可能です。その中には通常のメンバ関数もあれば、const修飾された定数メンバ関数もあります。本記事では、サンプルプログラムとその実行結果をもとに、定数メンバ関数と通常の関数の違い、そしてオーバーロード時の注意点を解説します。

constメンバ関数と通常の関数のオーバーロード

まず、同じ名前の関数を「const版」と「非const版」でオーバーロードした例を見てみましょう。

#include <iostream>
using namespace std;
class my_class {
    public:
        void my_func() const {
            cout << "Calling the constant function" << endl;
        }
        void my_func() {
            cout << "Calling the normal function" << endl;
        }
};
int main() {
    my_class obj;
    const my_class obj_c;
    obj.my_func();
    obj_c.my_func();
}

実行結果

Calling the normal function
Calling the constant function

この結果から、次のことがわかります。

• オブジェクトが通常のオブジェクトである場合 → 通常のメンバ関数が呼び出される
• オブジェクトがconstオブジェクトである場合 → constメンバ関数が呼び出される

つまり、C++コンパイラはオブジェクト自体がconstかどうかを判断材料として、適切なオーバーロードを選択しているのです。

値渡しの引数でconstを使ったオーバーロードはエラーになる

一方、オーバーロードされた2つの関数が引数を持ち、その片方だけがconst修飾されている場合、値渡し（pass by value）ではコンパイルエラーになります。

#include <iostream>
using namespace std;
class my_class {
    public:
        void my_func(const int x) {
            cout << "Calling the function with constant x" << endl;
        }
        void my_func(int x){
            cout << "Calling the function with x" << endl;
        }
};
int main() {
    my_class obj;
    obj.my_func(10);
}

実行結果（コンパイルエラー）

[Error] 'void my_class::my_func(int)' cannot be overloaded
[Error] with 'void my_class::my_func(int)'

これは、値渡しの場合、仮引数のconst有無が関数のシグネチャ（識別情報）に含まれないためです。呼び出し側にとって両者は同一の関数に見えるため、コンパイラはこれらを区別できず、オーバーロードとして認められません。

ポインタや参照型ならオーバーロード可能

ただし、引数がポインタ型や参照型の場合は話が変わります。const int*とint*は異なる型として扱われるため、問題なくオーバーロードできます。

#include <iostream>
using namespace std;
class my_class {
    public:
        void my_func(const int *x) {
            cout << "Calling the function with constant x" << endl;
        }
        void my_func(int *x) {
            cout << "Calling the function with x" << endl;
        }
};
int main() {
    my_class obj;
    int x = 10;
    obj.my_func(&x);
}

実行結果

Calling the function with x

この例では、&xがint*型であるため、非const版のmy_func(int*)が呼び出されています。もしconst intへのポインタを渡せば、const版が選択されます。

まとめ

• メンバ関数のconst有無はオーバーロードの区別に使える。constオブジェクトからはconstメンバ関数が、非constオブジェクトからは通常のメンバ関数が呼ばれる。
• 値渡しの引数に対するconstの有無はシグネチャに影響しないため、それだけでオーバーロードするとコンパイルエラーになる。
• ポインタや参照を引数にする場合は、constの有無で型が異なるため、正常にオーバーロードできる。