【C++掌中宝】类和对象（二）：隐蔽的this指针

弁言

在 C++ 编程中，类是面向对象编程的焦点，而类中的成员函数与对象的交互则通过一个隐含的指针来实现，这就是 this 指针。它在 C++ 类的非静态成员函数中主动存在并指向调用该函数的对象实例。在这篇文章中，我们将详细探究 this 指针的界说、用法以及其背后的工作原理。
1. 界说与用法

1.1 隐式存在的 this 指针

在 C++ 中，每个非静态成员函数都会隐式包罗一个 this 指针，它指向调用该成员函数的对象实例。对于开辟者来说，this 指针无需显式声明或转达，它由编译器主动管理。
1.2 this 指针的用途与示例

this 指针最常见的用途是办理成员变量与函数参数同名的题目，别的它还可以用于在成员函数中返回对象自己。比方：

1. class Person {
2. public:
3.     Person(int age) {
4.         this->age = age;  // 用 this 指针区分成员变量和参数
5.     }
7.     Person& addAge(int age) {
8.         this->age += age;
9.         return *this;  // 返回对象本身
10.     }
12.     int age;
13. };

复制代码

在上面的代码中，当函数的参数 age 与类的成员变量 age 同名时，我们利用 this->age 来明确体现成员变量。别的，通过 return *this，我们可以在函数返回时返回调用该函数的对象，从而支持方法链调用。
2. 本质

this 指针的本质是一个常量指针，其范例为 ClassName* const，指向调用该成员函数的对象实例。它不可修改，即我们无法改变 this 指针指向的对象。
比方，当你调用 obj.SetValue(5) 时，实际上实验的函数是 SetValue(&obj, 5)。this 指针指向了对象 obj，从而确保函数利用的是精确的对象。
3. 特点

• 只能在非静态成员函数中利用：全局函数和静态成员函数中都无法利用 this 指针。
  
• 生命周期与成员函数同等：this 指针在成员函数调用时被创建，并在函数实验竣事时烧毁。
  
• 存储位置因编译器而异：this 指针大概存储在栈、寄存器或全局变量中，详细取决于编译器的实现。
  

4. this 指针的作用机制

为了深入明确 this 指针的作用，我们可以将 C++ 代码转换为 C 代码。在 C 语言中，没有类的概念，但我们可以用布局体和全局函数来模仿类和成员函数：

1. struct Car {
2.     int price;
3. };
5. void SetPrice(struct Car* this, int price) {
6.     this->price = price;
7. }
9. int main() {
10.     struct Car car;
11.     SetPrice(&car, 20000);
12.     return 0;
13. }

复制代码

上面的 C 代码模仿了 C++ 的类机制，此中 SetPrice 函数须要传入 Car 布局体的指针才气访问其成员变量。这就相当于 C++ 中 this 指针的工作方式。
5. 成员函数中的 this 指针

非静态成员函数中默认会包罗 this 指针。比方，在成员函数中调用其他成员函数或访问成员变量时，编译器实际上是通过 this 指针来完成的：

1. class Car {
2. public:
3.     int price;
5.     void setPrice(int p) {
6.         this->price = p;  // this 指向调用该函数的对象
7.     }
8. };

复制代码

6. 空指针与 this 指针的特别环境

在某些非常环境下，this 指针大概为空。比方，当我们通过空指针调用一个没有访问成员变量的成员函数时，步伐不会瓦解

1. class A {
2. public:
3.     void sayHello() { std::cout << "Hello" << std::endl; }
4. };
6. int main() {
7.     A* ptr = nullptr;
8.     ptr->sayHello();  // 输出 "Hello"
9. }

复制代码

由于前一篇文章我们说过成员函数地点是编译时确定的，不是存在对象内里的，而是单独存在一个代码段里，以是这内里没有解引用。
然而，假如该成员函数访问了成员变量，步伐将瓦解，由于 this 指针为空，指向了非法内存地区。
7. 留意事项

• 静态成员函数无法利用 this 指针，由于它们属于类自己，而不是类的详细实例。因此，静态成员函数无法访问非静态成员变量。
  
• C++规定不能在实参和形参的位置体现的写this指针(编译时编译器会处置惩罚)，但是可以在函数体内体现利用this指针。
  

8. 总结

this 指针是 C++ 中的一个紧张机制，资助成员函数与对象实例关联。它在类的成员函数内部主动存在，指向调用该函数的对象实例。通过把握 this 指针的用法，开辟者可以更好地明确面向对象编程的原理，并编写更加机动和结实的代码。
结语

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