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C++类的this指针详解

时间:2019-11-20  来源:未知  作者:admin666

这篇文章主要讲解隐式this指针的概念,以及如何使用,包含const

先直接给出一个C++Primer里的类,你可能还不能完全看懂,但是不着急,我们一点点解释

class Sales_data {
    std::string isbn() const { return bookNo; }
    Sales_data& combine(const Sales_data&);
    double avg_price() const;
    std::string bookNo;
    unsigned untis_sold = 0;
    double revenue = 0.0;
};
//Sales_data非成员函数接口
Sales_data add(const Sales_data, const Sales_data&);
std::ostream& print(std::ostream&, const Sales_data&);
std::istream& read(std::istream&, const Sales_data&);

类的所有成员都必须在类内部声明,但是成员函数体可以定义在外部,比如我们上面写的Sales_data类,isbn函数定义在了内部,combine和avg_price函数定义在了外部

定义在类内部的函数是隐式的inline函数

inline函数,即为调用时“内联地”展开的函数,也就是就说:调用时,并不通过函数调用的机制,而是通过将函数体直接插入调用处来实现的,比如以下调用

inline const string &
cout << shorter(s1, s2) << endl;
cout << {s1.size() < s2.size ? s1:s2} << endl;

”this“的概念#

我们先看isbn函数

std::string isbn() const { return bookNo; }

它的参数列表为空,返回一个string对象,那它是怎么知道这个string对象是来自哪个类的?

this

先看一个调用的例子

total.isbn()

当我们调用成员函数时,实际上是在替某个对象(这里是total)调用它,isbn指向Sales_data的成员(bookNo),则它隐式地指向调用该函数的对象的成员

在total.isbn()调用中,isbn返回bookNo时,实际上它隐式地返回total.bookNo

成员函数isbn又通过一个名为this的额外的隐式参数来访问调用它的那个对象(this其实就是指向当前对象的指针),当我们调用一个成员函数时,用该函数的对象地址初始化this,this就会指向当前对象

例如调用total.isbn()则编译器负责把total的地址传递给isbn的隐式形参this,可以等价地理解为编译器将该调用重写成了以下形式

std::string isbn() const { return this->bookNo }

因为this的目的总是指向”这个“对象,所以this是一个常量指针(这是一个顶层const,this指针本身就是常量)

isbn() const#

首先你要知道const的基本用法,顶层cosnt和底层const如何区别,建议先阅读这篇文章,下面这几行代码方便你回忆起顶层cosnt

int i = 0;
int* const p1 = &i;         //p1本身是常量,顶层const
const int ci = 42;          //ci本身是常量,顶层const
const int* p2 = &ci;        //*在const之后,p2是指向常量的指针,底层const
const int* const p3 = p2;   //先看左边是顶层,再看右边是底层,p3是指向常量的常量指针
const int& r = ci;          //声明引用的const都是底层const,r是一个对常量的引用

好进入正题

先讲结论:"isbn() const里的const的作用是修改隐式this指针的类型

首先我们忘掉isbn,默认情况下,this的类型是指向类类型的 非常量版本的 常量指针(这是一个顶层const,this指针自己是常量,但是它所指向的对象并不是常量),在Sales_data的成员函数中,this的默认类型是Sales_data* const

尽管this是隐式的,但也遵循初始化规则,所以默认情况下我们不能把this直接绑定到一个常量对象上,同时也不能在一个常量对象上调用普通的函数成员(需要用到this)

具体来说,如果,我是说如果,如果isbn是一个普通函数没有const,this也是一个普通的指针,isbn内不会改变this所指的对象(只是返回bookNo),则我们应该把this声明成const Sales_data* const,所以把this设置为指向常量的指针可以提高灵活性

然而this隐式的,是不会出现在参数列表中的,所以在哪将this声明称指向常量的指针呢?C++的做法就是允许把const关键字放在成员函数的参数列表之后,就是我们看到的isbn() const,此时紧跟在参数列表后面的const表示this是一个指向常量的指针,像这样使用const的成员函数常被称作常量成员函数

//下面代码是非法的,只用于说明隐式的this指针如何使用,但我们不能显式定义this指针
//谨记此处的this是一个指向常量的指针,因为isbn是一个常量成员
std::string Sales_data::isbn(const Sales_data *const this){
    return this->isbn;
}

定义一个返回this对象的函数#

我们之前在Sales_data内声明了一个combine函数

Sales_data& combine(const Sales_data&);

现在我们在外部定义这个函数

Sales_data& Sales_data::combine(const Sales_data &rhs){
    untis_sold += rhs.untis_sold;
    revenue += rhs.revenue;
    return *this;
}

Sales_data::combine使用作用域运算符以说明:我们定义了一个名为combine的函数,并且该函数声明在Sales_data类的作用域内,因此当combine使用untis_sold和revenue时,也是隐式地使用了Sales_data的成员

我们调用这个combine时

total.combine(trans)

total的地址被绑定到隐式的this参数上,而rhs绑定到了trans上

你应该注意到了,这个函数的关注点应该在于返回类型和返回语句

combine设计的初衷是尽量模仿+=运算符,+=把左侧的运算对象当成左值返回,为了尽可能一致,combine必须返回引用类型(这时左侧运算对象是一个Sales_data对象,所以返回类型为Sales_data&)

怎么返回呢,现在我们就不需要使用隐式的this指针访问函数调用者 的某个具体成员,而是需要把调用函数的对象当成一个整体来访问

return *this;

return语句解引用this指针,获得了执行该函数的对象,total.combine(trans)就会返回对total的引用

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