• C++学习之this指针


    C++学习之this指针
         
    一个对象的this指针并不是对象本身的一部分,不会影响sizeof(对象)的结果。this作用域是在类内部,当在类的非静态成员函数中访问类的非静态成员的时候,编译器会自动将对象本身的地址作为一个隐含参数传递给函数。也就是说,即使你没有写上this指针,编译器在编译的时候也是加上this的,它作为非静态成员函数的隐含形参,对各成员的访问均通过this进行。例如,调用date.SetMonth(9) <===> SetMonth(&date, 9),this帮助完成了这一转换 
    一种情况就是,在类的非静态成员函数中返回类对象本身的时候,直接使用 return *this;另外一种情况是当参数与成员变量名相同时使用this指针,如this->n = n (不能写成n = n)。this指针是类的一个自动生成、自动隐藏的私有成员,它存在于类的非静态成员函数中,指向被调用函数所在的对象的地址。全局仅有一个this指针,当一个对象被创建时,this指针就指向对象数据的首地址。
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    #include<iostream>
    using namespace std;
    class Point
    {
    private:
        int x, y;
    public:
        Point(int a, int b) { x=a; y=b;}
        void MovePoint(int a, int b){ x+=a; y+=b;}
        void print(){ cout<<"x="<<x<<"y="<<y<<endl;}
    };
    int main()
    {
        Point point1(10, 10);
        point1.MovePoint(2, 2);
        point1.print();
        return 0;
    }
    .
    对象point1调用MovePoint(2,2)函数时,即将point1对象的地址传递给了this指针。
    MovePoint函数的原型应该是 void MovePoint( Point *this, int a, int b);第一个参数是指向该类对象的一个指针,我们在定义成员函数时没看见是因为这个参数在类中是隐含的。这样point1的地址传递给了this,所以在MovePoint函数中便显式的写成:
    void MovePoint(int a, int b) { this->x +=a; this-> y+= b;}
    即可以知道,point1调用该函数后,也就是point1的数据成员被调用并更新了值。
    4. 关于this指针的一个经典回答:
    当你进入一个房子后,
    你可以看见桌子、椅子、地板等,
    但是房子你是看不到全貌了。
    对于一个类的实例来说,
    你可以看到它的成员函数、成员变量
    但是实例本身呢?
    this是一个指针,它时时刻刻指向你这个实例本身
    5.使用this指针要注意的事项
    相信大家对指针的用法已经很熟了,这里也不多说些定义性的东西了,只说一下指针使用中的注意事项吧。
    一.在定义指针的时候注意连续声明多个指针时容易犯的错误,例如int * a,b;这种声明是声明了一个指向int类型变量的指针a和一个int型的变量b,这时候要清醒的记着,而不要混淆成是声明了两个int型指针。
    二.要避免使用未初始化的指针。很多运行时错误都是由未初始化的指针导致的,而且这种错误又不能被编译器检查所以很难被发现。这时的解决办法就是尽量在使用指针的时候定义它,如果早定义的话一定要记得初始化,当然初始化时可以直接使用cstdlib中定义的NULL也可以直接赋值为0,这是很好的编程习惯。
    三.指针赋值时一定要保证类型匹配,由于指针类型确定指针所指向对象的类型,因此初始化或赋值时必须保证类型匹配,这样才能在指针上执行相应的操作。
    详细解答:
    在前面曾经提到过: 每个对象中的数据成员都分别占有存储空间,如果对同一个类定义了n个对象,则有n组同样大小的空间以存放n个对象中的数据成员。但是,不同对象都调用同一个函数代码段。
    那么,当不同对象的成员函数引用数据成员时,怎么能保证引用的是所指定的对象的数据成员呢?假如,对于例9.6程序中定义的Box类,定义了3个同类对象a,b,c。
    如果有a.volume( ) ,应该是引用对象a中的height,width和length,计算出长方体a的体积。
    如果有b.volume( ) ,应该是引用对象b中的height,width和length,计算出长方体b的体积。
    而现今都用同一个函数段,系统怎样使它分别引用a或b中的数据成员呢?在每一个成员函数中都包含一个特殊的指针,这个指针的名字是固定的,称为this指针。它是指向本类对象的指针,它的值是当前被调用的成员函数所在的对象的起始地址。
    例如,当调用成员函数a.volume时,编译系统就把对象a的起始地址赋给this指针,于是在成员函数引用数据成员时,就按照this的指向找到对象a的数据成员。例如volume函数要计算height*width*length的值,实际上是执行:
    (this->height)*(this->width)*(this->length)
    由于当前this指向a,因此相当于执行:
    (a.height)*(a.width)*( a.length)
    这就计算出长方体a的体积。
    同样如果有b.volume( ) ,编译系统就把对象b的起始地址赋给成员函数volume的this指针,显然计算出来的是长方体b的体积。this指针是隐式使用的,它是作为参数被传递给成员函数的。
    本来,成员函数volume的定义如下:
    int Box::volume( )
    {
    return (height*width*length);
    }
    C++把它处理为
    int Box::volume(Box *this)
    {
    return (this->height * this->width * this->length);
    } 即在成员函数的形参表列中增加一个this指针。
    在调用该成员函数时,实际上是用以下方式调用的:
    a.volume(&a);
    将对象a的地址传给形参this指针。然后按this的指向去引用其他成员。
    需要说明: 这些都是编译系统自动实现的,编程序者不必人为地在形参中增加this指针,也不必将对象a的地址传给this指针。在需要时也可以显式地使用this指针。
    例如在Box类的volume函数中,下面两种表示方法都是合法的、相互等价的。
    return (height * width * length); //隐含使用this指针
    return (this->height * this->width * this->length); //显式使用this指针
    可以用*this表示被调用的成员函数所在的对象,*this就是this所指向的对象,即当前的对象。
    例如在成员函数a.volume( )的函数体中,如果出现*this,它就是本对象a。上面的return语句也可写成
    return((*this).height * (*this).width * (*this).length);
    注意*this两侧的括号不能省略,不能写成*this.height。
    所谓“调用对象a的成员函数f”,实际上是在调用成员函数f时使this指针指向对象a,从而访问对象a的成员。在使用“调用对象a的成员函数f”时,应当对它的含义有正确的理解。[1]

    5应用参考编辑

    this指针只能在一个类的成员函数中调用,它表示当前对象的地址。下面是一个例子:
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    voidDate::setMonth( int mn )
    {
    month =mn;
    this->month =mn;
    (*this).month =mn;
    //这三句是等价的
    }
    1.this只能在成员函数中使用。
    全局函数,静态函数都不能使用this。
    实际上,成员函数默认第一个参数为T*const register this。
    如:
    classA{public: int func( intp){}};
    其中,func的原型在编译器看来应该是: intfunc(A*const register this, intp);
    2. 由此可见,this在成员函数的开始前构造的,在成员的结束后清除。
    这个生命周期同任一个函数的参数是一样的,没有任何区别。
    当调用一个类的成员函数时,编译器将类的指针作为函数的this参数传递进去。如:
    A a;
    a.func(10);
    此处,编译器将会编译成: A::func(&a, 10);
    嗯,看起来和静态函数没差别,对吗?不过,区别还是有的。编译器通常会对this指针做一些优化的,因此,this指针的传递效率比较高--如vc通常是通过ecx寄存器来传递this参数。
    3. 回答
    #1:this指针是什么时候创建的?
    this在非静态成员中有意义,作为右值可以直接在编译时确定其存在,运行时无所谓创建。
    #2:this指针存放在何处?堆,栈,全局变量,还是其他?
    由上一问可知,this指针无需显式储存内存中。只要存储对象的内存位置确定,对应的this指针就被确定了。
    #3:this指针如何传递给类中函数的?绑定?还是在函数参数的首参数就是this指针.那么this指针又是如何找到类实例后函数的?
    this是通过函数参数的首参数来传递的。this指针是在调用之前生成的。类实例后的函数,没有这个说法。类在实例化时,只分配类中的变量空间,并没有为函数分配空间。自从类的函数定义完成后,它就在那儿,不会跑的。
    #4:this指针如何访问类中变量的?
    如果不是类,而是结构的话,那么,如何通过结构指针来访问结构中的变量呢?如果你明白这一点的话,那就很好理解这个问题了。
    在C++中,struct是一种类类型,struct和class只有一个区别的:class的成员和继承默认的访问控制权限是private,而struct是public。
    this是class或public的对象的指针。
    #5:我们只有获得一个对象后,才能通过对象使用this指针,如果我们知道一个对象this指针的位置可以直接使用吗?
    this指针只有在非静态成员中才有意义。获得一个对象后,不需要在类外部使用this对其操作。应当注意this是一个右值(方法的一个隐式参数)[2],不存在所谓的this的“位置”,只是this表示了对象的存储位置而已。&this违反语义规则,是错误的用法,不会编译通过。
    #6:每个类编译后,是否创建一个类中函数表保存函数指针,以便用来调用函数?
    一般来说,对于类成员函数(不论是静态还是非静态的成员函数)都不需要创建一个在运行时的函数表来保存。只有虚函数才会被放到函数表中。
    但是,即使是虚函数,如果编译器能明确知道调用的是哪个函数,编译器就不会通过函数表中的指针来间接调用,而是可以直接调用该函数。[3]

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