C++对象模型与this指针-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了C++对象模型与this指针。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1 成员变量与成员函数分开存储

2 this指针

2.1 作用1

2.1.1示例

2.2 作用2

3 空指针访问成员函数

4 const修饰成员函数

4.1示例

4.2 常对象

1 成员变量与成员函数分开存储

在C++中，类内的成员变量和成员函数分开存储

首先，对于一个空对象，占用内存空间为1

 class person
 {
 
 };
 
 void test01()
 {
   person p;
   cout << sizeof(p) << endl;
 }

C++对象模型与this指针

因为C++编译器给每个空对象分配1个字节空间，防止不同空对象占用同一块内存空间，便于区分

只有非静态成员变量才属于类的对象上

在person类中加入一个非静态成员变量

 class person
 {
   int m_a; // 非静态成员变量，属于类的对象上
 };
 
 void test02()
 {
   person p;
   cout << sizeof(p) << endl;
 }

C++对象模型与this指针

再加上静态成员变量

C++对象模型与this指针

再加上非静态成员函数

C++对象模型与this指针

最后加上静态成员函数

C++对象模型与this指针

总结：只有非静态成员变量才属于类的对象上

2 this指针

概念：上一节中我们知道成员变量与成员函数分开存储，每一个非静态成员函数只会产生一份函数实例，也就是多个同类型的对象共用一块代码，而如何区分究竟是哪个对象调用自己，用到this指针

this指针指向被调用的成员函数所属的对象

性质：

this指针是隐含在每一个非静态成员函数内的一种指针
this指针不需要定义，可以直接使用

2.1 作用1

当形参与成员变量同名时，可用this指针加以区分

2.1.1示例

我们先创建类person和测试函数test01，在类内创建属性m_age，函数person，形参age

 class person
 {
 public:
   person(int age)
   {
     m_age = age;
   }
   int m_age;
 };
 void test01()
 {
   person p(20);
   cout << p.m_age << endl;
 }

此时可正常输出

但是，如果我们将属性m_age改为age得到这个

 class person
 {
 public:
   person(int age)
   {
     age = age;
   }
   int age;
 };
 void test01()
 {
   person p(20);
   cout << p.age << endl;
 }

C++对象模型与this指针

同颜色的即为同一个age，无法正常输出

在此基础上，我们在函数内加上this指针

 class person
 {
 public:
   person(int age)
   {
     this->age = age; // 加上this->
   }
   int age;
 };

C++对象模型与this指针

可以发现3个age是同源的。此时，this就代表p，this->age == p.age；

C++对象模型与this指针

2.2 作用2

在类的非静态成员函数中返回对象本身，可以用return *this；

 class person
 {
 public:
   person(int age)
   {
     this->age = age;
   }
   void personAdd(person& p) // 函数本体age加上参数P的age
   {
     this->age += p.age;
   }
   int age;
 };
 void test02()
 {
   person p1(10);
   cout << p1.age << endl;
   person p2(10);
   cout << p2.age << endl;
 }

C++对象模型与this指针

而如果我们想要多次加和

 void test02()
 {
   p2.personAdd(p1);
   cout << p2.age << endl;
 
   p2.personAdd(p1).personAdd(p1).personAdd(p1); // 想要多次加和
   cout << p2.age << endl;
 }

C++对象模型与this指针

要先修改函数体返回值

 person& personAdd(person& p) // 而且要引用
   {
     this->age += p.age;
     return *this; // 返回对象本身
   }

C++对象模型与this指针

而如果函数体返回值不使用引用&，则无法修改值

C++对象模型与this指针

因为这样修改完第一次p2后，返回的是另一个变量，并且后面第2次开始修改的都是另一个变量，再另一个变量

3 空指针访问成员函数

C++中空指针也可以调用成员函数，不过要注意是否用到this指针

如果遇到this指针，加上判断，防止代码出错

 class person
 {
 public:
   void show_name()
   {
     cout << "Joyce" << endl;
   }
   void show_age()
   {
     cout << this->m_age << endl;
   }
 
   int m_age;
 
 };
 void test01()
 {
   person* p = NULL;
   p->show_age(); // 非法访问
   p->show_name();
 }

对于这段代码，指针p为NULL，调用show_name函数时可以正常输出，因为她只是简单的打印特定的内容，而调用show_age函数时将报错，因为函数内this->m_age；调用了this指针的m_age，而this指针为NULL，造成非法访问

因此，我们在函数内部加上判断

 void show_age()
   {
     if (this == NULL)
     {
       return;
     }
     cout << this->m_age << endl;
   }

以此便可以防止代码为NULL时出错

4 const修饰成员函数

常函数：

成员函数后加const称该函数为成员函数
常函数不可以修改成员属性
成员属性声明时加关键字mutable，在常函数中仍然能修改

4.1示例

接下来创建person类与函数show_name；

 class person
 {
 public:
   void show_name()
   {
     this->m_a = 100; // 非 常对象，可修改
     this = NULL;// this指针的指向不可修改
   }
   int m_a;
 };

C++对象模型与this指针

因为this指针本质是一个指针常量，所以其指向(地址)不可修改，但其指向的值可以修改

本质：person * const this；

不过，如果在函数后加上const，则地址与值都不可修改

本质：const person \*const this;

C++对象模型与this指针

不过，如果在常函数中的属性的声明前加上mutable，则可以修改

 class person
 {
 public:
   void show_name() const // 这里有const
   {
     this->m_a = 100; //可修改
   }
   mutable int m_a; // 加上const
 };

4.2 常对象

声明对象前加const称该对象为常对象
常对象只能调用常函数

 class person
 {
 public:
   void show_name() const
   {
     this->m_a = 100; 
   }
   mutable int m_a;
   int m_b;
 };
 void test02()
 {
   person p;
   p.m_b = 20; 
 }

此时test02内可以修改m_b；接下来在p前加上const使其变成常对象

 void test02()
 {
   const person p;
   p.m_b = 20; // 不可修改
   p.m_a = 20; // 可修改
 }

则m_b不可修改，而m_a由于前面加了mutable，可以修改

C++对象模型与this指针

同时，在person类中我们再创建一个普通函数func，尝试在test函数中调用刚才的常函数和普通函数

 class person
 {
 public:
   void show_name() const // 常函数
   {
     this->m_a = 100; 
   }
   void func() // 普通函数
   {
     ;
   }
   mutable int m_a;
   int m_b;
 };
 
 void test02()
 {
     const person p; // 创建常对象
   p.show_name(); // 常函数
   p.func(); // 普通函数
 }

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