C++的this指針實(shí)例分析

this指針是存在與類(lèi)的成員函數(shù)中,指向被調(diào)用函數(shù)所在的類(lèi)實(shí)例的地址。一個(gè)對(duì)象的this指針并不是對(duì)象本身的一部分，不會(huì)影響sizeof(對(duì)象)的結(jié)果。this作用域是在類(lèi)內(nèi)部，當(dāng)在類(lèi)的非靜態(tài)成員函數(shù)中訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)的非靜態(tài)成員的時(shí)候，編譯器會(huì)自動(dòng)將對(duì)象本身的地址作為一個(gè)隱含參數(shù)傳遞給函數(shù)。

先直接給出一個(gè)C++Primer里的類(lèi)，你可能還不能完全看懂，但是不著急，我們一點(diǎn)點(diǎn)解釋

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非成員函數(shù)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&);

類(lèi)的所有成員都必須在類(lèi)內(nèi)部聲明，但是成員函數(shù)體可以定義在外部，比如我們上面寫(xiě)的Sales_data類(lèi)，isbn函數(shù)定義在了內(nèi)部，combine和avg_price函數(shù)定義在了外部

定義在類(lèi)內(nèi)部的函數(shù)是隱式的inline函數(shù)

inline函數(shù)，即為調(diào)用時(shí)“內(nèi)聯(lián)地”展開(kāi)的函數(shù)，也就是就說(shuō)：調(diào)用時(shí)，并不通過(guò)函數(shù)調(diào)用的機(jī)制，而是通過(guò)將函數(shù)體直接插入調(diào)用處來(lái)實(shí)現(xiàn)的，比如以下調(diào)用

inline const string &
cout

”this“的概念#

我們先看isbn函數(shù)

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

它的參數(shù)列表為空，返回一個(gè)string對(duì)象，那它是怎么知道這個(gè)string對(duì)象是來(lái)自哪個(gè)類(lèi)的？

this

先看一個(gè)調(diào)用的例子

total.isbn() 當(dāng)我們調(diào)用成員函數(shù)時(shí)，實(shí)際上是在替某個(gè)對(duì)象（這里是total）調(diào)用它，isbn指向Sales_data的成員（bookNo），則它隱式地指向調(diào)用該函數(shù)的對(duì)象的成員

在total.isbn()調(diào)用中，isbn返回bookNo時(shí)，實(shí)際上它隱式地返回total.bookNo

成員函數(shù)isbn又通過(guò)一個(gè)名為this的額外的隱式參數(shù)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)調(diào)用它的那個(gè)對(duì)象（this其實(shí)就是指向當(dāng)前對(duì)象的指針），當(dāng)我們調(diào)用一個(gè)成員函數(shù)時(shí)，用該函數(shù)的對(duì)象地址初始化this，this就會(huì)指向當(dāng)前對(duì)象

例如調(diào)用total.isbn()則編譯器負(fù)責(zé)把total的地址傳遞給isbn的隱式形參this，可以等價(jià)地理解為編譯器將該調(diào)用重寫(xiě)成了以下形式

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

因?yàn)閠his的目的總是指向”這個(gè)“對(duì)象，所以this是一個(gè)常量指針（這是一個(gè)頂層const，this指針本身就是常量）

isbn() const#

首先你要知道const的基本用法，頂層cosnt和底層const如何區(qū)別，建議先閱讀這篇文章，下面這幾行代碼方便你回憶起頂層cosnt

int i = 0;
int* const p1 = &i;         //p1本身是常量，頂層const
const int ci = 42;          //ci本身是常量，頂層const
const int* p2 = &ci;        //*在const之后，p2是指向常量的指針，底層const
const int* const p3 = p2;   //先看左邊是頂層，再看右邊是底層，p3是指向常量的常量指針
const int& r = ci;          //聲明引用的const都是底層const，r是一個(gè)對(duì)常量的引用

好進(jìn)入正題

先講結(jié)論：”isbn() const里的const的作用是修改隱式this指針的類(lèi)型

首先我們忘掉isbn，默認(rèn)情況下，this的類(lèi)型是指向類(lèi)類(lèi)型的 非常量版本的 常量指針（這是一個(gè)頂層const，this指針自己是常量，但是它所指向的對(duì)象并不是常量），在Sales_data的成員函數(shù)中，this的默認(rèn)類(lèi)型是Sales_data* const

盡管this是隱式的，但也遵循初始化規(guī)則，所以默認(rèn)情況下我們不能把this直接綁定到一個(gè)常量對(duì)象上，同時(shí)也不能在一個(gè)常量對(duì)象上調(diào)用普通的函數(shù)成員（需要用到this）

具體來(lái)說(shuō)，如果，我是說(shuō)如果，如果isbn是一個(gè)普通函數(shù)沒(méi)有const，this也是一個(gè)普通的指針，isbn內(nèi)不會(huì)改變this所指的對(duì)象（只是返回bookNo），則我們應(yīng)該把this聲明成const Sales_data* const，所以把this設(shè)置為指向常量的指針可以提高靈活性

然而this隱式的，是不會(huì)出現(xiàn)在參數(shù)列表中的，所以在哪將this聲明稱(chēng)指向常量的指針呢？C++的做法就是允許把const關(guān)鍵字放在成員函數(shù)的參數(shù)列表之后，就是我們看到的isbn() const，此時(shí)緊跟在參數(shù)列表后面的const表示this是一個(gè)指向常量的指針，像這樣使用const的成員函數(shù)常被稱(chēng)作常量成員函數(shù)

//下面代碼是非法的，只用于說(shuō)明隱式的this指針如何使用，但我們不能顯式定義this指針 //謹(jǐn)記此處的this是一個(gè)指向常量的指針，因?yàn)閕sbn是一個(gè)常量成員

std::string Sales_data::isbn(const Sales_data *const this){
   return this->isbn;
}

定義一個(gè)返回this對(duì)象的函數(shù)#

我們之前在Sales_data內(nèi)聲明了一個(gè)combine函數(shù)

Sales_data& combine(const Sales_data&);

現(xiàn)在我們?cè)谕獠慷x這個(gè)函數(shù)

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

Sales_data::combine使用作用域運(yùn)算符以說(shuō)明：我們定義了一個(gè)名為combine的函數(shù)，并且該函數(shù)聲明在Sales_data類(lèi)的作用域內(nèi)，因此當(dāng)combine使用untis_sold和revenue時(shí)，也是隱式地使用了Sales_data的成員

我們調(diào)用這個(gè)combine時(shí)

total.combine(trans)

total的地址被綁定到隱式的this參數(shù)上，而rhs綁定到了trans上

你應(yīng)該注意到了，這個(gè)函數(shù)的關(guān)注點(diǎn)應(yīng)該在于返回類(lèi)型和返回語(yǔ)句

combine設(shè)計(jì)的初衷是盡量模仿+=運(yùn)算符，+=把左側(cè)的運(yùn)算對(duì)象當(dāng)成左值返回，為了盡可能一致，combine必須返回引用類(lèi)型（這時(shí)左側(cè)運(yùn)算對(duì)象是一個(gè)Sales_data對(duì)象，所以返回類(lèi)型為Sales_data&）

怎么返回呢，現(xiàn)在我們就不需要使用隱式的this指針訪(fǎng)問(wèn)函數(shù)調(diào)用者 的某個(gè)具體成員，而是需要把調(diào)用函數(shù)的對(duì)象當(dāng)成一個(gè)整體來(lái)訪(fǎng)問(wèn)

return *this;

return語(yǔ)句解引用this指針，獲得了執(zhí)行該函數(shù)的對(duì)象，total.combine(trans)就會(huì)返回對(duì)total的引用。