C++面向对象模型初探

4.4.1 成员变量和函数的存储

在c语言中，“分开来声明的，也就是说，语言本身并没有支持“数据”和“函数”之间的关联性我们把这种程序方法称为“程序性的”，由一组“分布在各个以功能为导航的函数中”的算法驱动，它们处理的是共同的外部数据。

c++实现了“封装”，那么数据(成员属性)和操作(成员函数)是什么样的呢？

“数据”和“处理数据的操作(函数)”是分开存储的。

n c++中的非静态数据成员直接内含在类对象中，就像c struct一样。

n 成员函数(member function)虽然内含在class声明之内，却不出现在对象中。

n 每一个非内联成员函数(non-inline member function)只会诞生一份函数实例.

class MyClass01{
public:
    int mA;
};

class MyClass02{
public:
    int mA;
    static int sB;
};

class MyClass03{
public:
    void printMyClass(){
        cout << "hello world!" << endl;
    }
public:
    int mA;
    static int sB;
};

class MyClass04{
public:
    void printMyClass(){
        cout << "hello world!" << endl;
    }
    static void ShowMyClass(){
        cout << "hello world！" << endl;
    }
public:
    int mA;
    static int sB;
};

int main(){

    MyClass01 mclass01;
    MyClass02 mclass02;
    MyClass03 mclass03;
    MyClass04 mclass04;

    cout << "MyClass01:" << sizeof(mclass01) << endl; //4
    //静态数据成员并不保存在类对象中
    cout << "MyClass02:" << sizeof(mclass02) << endl; //4
    //非静态成员函数不保存在类对象中
    cout << "MyClass03:" << sizeof(mclass03) << endl; //4
    //静态成员函数也不保存在类对象中
    cout << "MyClass04:" << sizeof(mclass04) << endl; //4

    return EXIT_SUCCESS;
}

通过上面的案例，我们可以的得出：C++类对象中的变量和函数是分开存储。

4.4.2 this指针

4.4.2.1 this指针工作原理

通过上例我们知道，c++的数据和操作也是分开存储，并且每一个非内联成员函数(non-inline member function)只会诞生一份函数实例，也就是说多个同类型的对象会共用一块代码

那么问题是：这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢？

c++通过提供特殊的对象指针，this指针，解决上述问题。This指针指向被调用的成员函数所属的对象。

　 c++规定，this指针是隐含在对象成员函数内的一种指针。当一个对象被创建后，它的每一个成员函数都含有一个系统自动生成的隐含指针this，用以保存这个对象的地址，也就是说虽然我们没有写上this指针，编译器在编译的时候也是会加上的。因此this也称为“指向本对象的指针”，this指针并不是对象的一部分，不会影响sizeof(对象)的结果。

 　　this指针是C++实现封装的一种机制，它将对象和该对象调用的成员函数连接在一起，在外部看来，每一个对象都拥有自己的函数成员。一般情况下，并不写this，而是让系统进行默认设置。

      this指针永远指向当前对象。

成员函数通过this指针即可知道操作的是那个对象的数据。This指针是一种隐含指针，它隐含于每个类的非静态成员函数中。This指针无需定义，直接使用即可。

注意：静态成员函数内部没有this指针，静态成员函数不能操作非静态成员变量。

             c++编译器对普通成员函数的内部处理

4.4.2.2 this指针的使用

n 当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分

n 在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return *this.

class Person{
public:
    //1. 当形参名和成员变量名一样时，this指针可用来区分
    Person(string name,int age){
        //name = name;
        //age = age; //输出错误
        this->name = name;
        this->age = age;
    }
    //2. 返回对象本身的引用
    //重载赋值操作符
    //其实也是两个参数，其中隐藏了一个this指针
    Person PersonPlusPerson(Person& person){
        string newname = this->name + person.name;
        int newage = this->age + person.age;
        Person newperson(newname, newage);
        return newperson;
    }
    void ShowPerson(){
        cout << "Name:" << name << " Age:" << age << endl;
    }
public:
    string name;
    int age;
};

//3. 成员函数和全局函数(Perosn对象相加)
Person PersonPlusPerson(Person& p1,Person& p2){
    string newname = p1.name + p2.name;
    int newage = p1.age + p2.age;
    Person newperson(newname,newage);
    return newperson;
}

int main(){

    Person person("John",100);
    person.ShowPerson();

    cout << "---------" << endl;
    Person person1("John",20);
    Person person2("001", 10);
    //1.全局函数实现两个对象相加
    Person person3 = PersonPlusPerson(person1, person2);
    person1.ShowPerson();
    person2.ShowPerson();
    person3.ShowPerson();
    //2. 成员函数实现两个对象相加
    Person person4 = person1.PersonPlusPerson(person2);
    person4.ShowPerson();

    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

4.4.2.3 const修饰成员函数

n 用const修饰的成员函数时，const修饰this指针指向的内存区域，成员函数体内不可以修改本类中的任何普通成员变量，

当成员变量类型符前用mutable修饰时例外。

//const修饰成员函数
class Person{
public:
    Person(){
        this->mAge = 0;
        this->mID = 0;
    }
    //在函数括号后面加上const,修饰成员变量不可修改,除了mutable变量
    void sonmeOperate() const{
        //this->mAge = 200; //mAge不可修改
        this->mID = 10;
    }
    void ShowPerson(){
        cout << "ID:" << mID << " mAge:" << mAge << endl;
    }
private:
    int mAge;
    mutable int mID;
};

int main(){

    Person person;
    person.sonmeOperate();
    person.ShowPerson();

    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

4.4.2.4 const修饰对象(常对象)

n 常对象只能调用const的成员函数

n 常对象可访问 const 或非 const 数据成员，不能修改，除非成员用mutable修饰

class Person{
public:
    Person(){
        this->mAge = 0;
        this->mID = 0;
    }
    void ChangePerson() const{
        mAge = 100;
        mID = 100;
    }
    void ShowPerson(){
        this->mAge = 1000;
        cout << "ID:" << this->mID << " Age:" << this->mAge << endl;
    }

public:
    int mAge;
    mutable int mID;
};

void test(){    
    const Person person;
    //1. 可访问数据成员
    cout << "Age:" << person.mAge << endl;
    //person.mAge = 300; //不可修改
    person.mID = 1001; //但是可以修改mutable修饰的成员变量
    //2. 只能访问const修饰的函数
    //person.ShowPerson();
    person.ChangePerson();
}