詳解C++中的this指針與常對象
C++ this指針詳解
this 是C++中的一個關鍵字,也是一個常量指針,指向當前對象(具體說是當前對象的首地址)。通過 this,可以訪問當前對象的成員變量和成員函數(shù)。
所謂當前對象,就是正在使用的對象,例如對于stu.say();,stu 就是當前對象,系統(tǒng)正在訪問 stu 的成員函數(shù) say()。
假設 this 指向 stu 對象,那么下面的語句中,this 就和 pStu 的值相同:
Student stu; //通過Student類來創(chuàng)建對象 Student *pStu = &stu;
[示例] 通過 this 來訪問成員變量:
class Student{
private:
  char *name;
  int age;
  float score;
public:
  void setname(char *);
  void setage(int);
  void setscore(float);
};
void Student::setname(char *name){
  this->name = name;
}
void Student::setage(int age){
  this->age = age;
}
void Student::setscore(float score){
  this->score = score;
}
本例中,函數(shù)參數(shù)和成員變量重名是沒有問題的,因為通過 this 訪問的是成員變量,而沒有 this 的變量是函數(shù)內(nèi)部的局部變量。例如對于this->name = name;語句,賦值號左邊是類的成員變量,右邊是 setname 函數(shù)的局部變量,也就是參數(shù)。
下面是一個完整的例子:
#include <iostream>
using namespace std;
class Student{
private:
  char *name;
  int age;
  float score;
public:
  void setname(char *);
  void setage(int);
  void setscore(float);
  void say();
};
void Student::setname(char *name){
  this->name = name;
}
void Student::setage(int age){
  this->age = age;
}
void Student::setscore(float score){
  this->score = score;
}
void Student::say(){
  cout<<this->name<<"的年齡是 "<<this->age<<",成績是 "<<this->score<<endl;
}
int main(){
  Student stu1;
  stu1.setname("小明");
  stu1.setage(15);
  stu1.setscore(90.5f);
  stu1.say();
  
  Student stu2;
  stu2.setname("李磊");
  stu2.setage(16);
  stu2.setscore(80);
  stu2.say();
  return 0;
}
運行結果:
小明的年齡是 15,成績是 90.5 李磊的年齡是 16,成績是 80
對象和普通變量類似;每個對象都占用若干字節(jié)的內(nèi)存,用來保存成員變量的值,不同對象占用的內(nèi)存互不重疊,所以操作對象A不會影響對象B。
上例中,創(chuàng)建對象 stu1 時,this 指針就指向了 stu1 所在內(nèi)存的首字節(jié),它的值和 &stu1 是相同的;創(chuàng)建對象 stu2 時,this 等于 &stu2;創(chuàng)建對象 stu3 時也一樣。
我們不妨來證明一下,給 Student 類添加一個成員函數(shù),輸出 this 的值,如下所示:
void Student::printThis(){
  cout<<this<<endl;
}
然后在 main 函數(shù)中創(chuàng)建對象并調(diào)用 printThis:
Student stu1, *pStu1 = &stu1; stu1.printThis(); cout<<pStu1<<endl; Student stu2, *pStu2 = &stu2; stu2.printThis(); cout<<pStu2<<endl;
運行結果:
0x28ff30 0x28ff30 0x28ff10 0x28ff10
可以發(fā)現(xiàn),this 確實指向了當前對象的首地址,而且對于不同的對象,this 的值也不一樣。
幾點注意:
this 是常量指針,它的值是不能被修改的,一切企圖修改該指針的操作,如賦值、遞增、遞減等都是不允許的。
this 只能在成員函數(shù)內(nèi)部使用,其他地方?jīng)]有意義,也是非法的。
只有當對象被創(chuàng)建后 this 才有意義,因此不能在 static 成員函數(shù)中使用,后續(xù)會講到。
this 到底是什么
實際上,this 指針是作為函數(shù)的參數(shù)隱式傳遞的,它并不出現(xiàn)在參數(shù)列表中,調(diào)用成員函數(shù)時,系統(tǒng)自動獲取當前對象的地址,賦值給 this,完成參數(shù)的傳遞,無需用戶干預。
this 作為隱式參數(shù),本質(zhì)上是成員函數(shù)的局部變量,不占用對象的內(nèi)存,只有在發(fā)生成員函數(shù)調(diào)用時才會給 this 賦值,函數(shù)調(diào)用結束后,this 被銷毀。
正因為 this 是參數(shù),表示對象首地址,所以只能在函數(shù)內(nèi)部使用,并且對象被實例化以后才有意義。
C++常對象及其成員
C++雖然采取了不少有效的措施(如設private保護)以增加數(shù)據(jù)的安全性,但是有些數(shù)據(jù)卻往往是共享的,人們可以在不同的場合通過不同的途徑訪問同一個數(shù)據(jù)對象。有時在無意之中的誤操作會改變有關數(shù)據(jù)的狀況,而這是人們所不希望出現(xiàn)的。
既要使數(shù)據(jù)能在一定范圍內(nèi)共享,又要保證它不被任意修改,這時可以使用const,即把有關的數(shù)據(jù)定義為常量。
常對象
在定義對象時指定對象為常對象。常對象必須要有初值,如:
Time const t1(12,34,46); //t1是常對象
這樣,在所有的場合中,對象t1中的所有成員的值都不能被修改。凡希望保證數(shù)據(jù)成員不被改變的對象,可以聲明為常對象。
定義常對象的一般形式為:
類名 const 對象名[(實參表列)];
也可以把const寫在最左面:
const 類名 對象名[(實參表列)];
二者等價。
如果一個對象被聲明為常對象,則不能調(diào)用該對象的非const型的成員函數(shù)(除了由系統(tǒng)自動調(diào)用的隱式的構造函數(shù)和析構函數(shù))。例如,對于例9.7中已定義的Time類,如果有
const Time t1(10,15,36); //定義常對象t1 t1.get_time( ); //企圖調(diào)用常對象t1中的非const型成員函數(shù),非法
這是為了防止這些函數(shù)會修改常對象中數(shù)據(jù)成員的值。
不能僅依靠編程者的細心來保證程序不出錯,編譯系統(tǒng)充分考慮到可能出現(xiàn)的情況,對不安全的因素予以攔截?,F(xiàn)在,編譯系統(tǒng)只檢查函數(shù)的聲明,只要發(fā)現(xiàn)調(diào)用了常對象的成員函數(shù),而且該函數(shù)未被聲明為const,就報錯,提請編程者注意。
引用常對象中的數(shù)據(jù)成員很簡單,只需將該成員函數(shù)聲明為const即可。如:
void get_time( ) const ; //將函數(shù)聲明為const
這表示get_time是一個const型函數(shù),即常成員函數(shù)。
常成員函數(shù)可以訪問常對象中的數(shù)據(jù)成員,但仍然不允許修改常對象中數(shù)據(jù)成員的值。有時在編程時有要求,一定要修改常對象中的某個數(shù)據(jù)成員的值,ANSI C++考慮到實際編程時的需要,對此作了特殊的處理,對該數(shù)據(jù)成員聲明為mutable,如:
mutable int count;
把count聲明為可變的數(shù)據(jù)成員,這樣就可以用聲明為const的成員函數(shù)來修改它的值。
常對象成員
可以將對象的成員聲明為const,包括常數(shù)據(jù)成員和常成員函數(shù)。
1) 常數(shù)據(jù)成員
其作用和用法與一般常變量相似,用關鍵字const來聲明常數(shù)據(jù)成員。常數(shù)據(jù)成員的值是不能改變的。
有一點要注意: 只能通過構造函數(shù)的參數(shù)初始化表對常數(shù)據(jù)成員進行初始化。如在類體中定義了常數(shù)據(jù)成員hour:
const int hour; //聲明hour為常數(shù)據(jù)成員
不能采用在構造函數(shù)中對常數(shù)據(jù)成員賦初值的方法,下面的做法是非法的:
  Time::Time(int h){
    hour=h;
  } // 非法
因為常數(shù)據(jù)成員是不能被賦值的。
在類外定義構造函數(shù),應寫成以下形式:
  Time::Time(int h):hour(h){} //通過參數(shù)初始化表對常數(shù)據(jù)成員hour初始化
常對象的數(shù)據(jù)成員都是常數(shù)據(jù)成員,因此常對象的構造函數(shù)只能用參數(shù)初始化表對常數(shù)據(jù)成員進行初始化。
2) 常成員函數(shù)
前面已提到,一般的成員函數(shù)可以引用本類中的非const數(shù)據(jù)成員,也可以修改它們。如果將成員函數(shù)聲明為常成員函數(shù),則只能引用本類中的數(shù)據(jù)成員,而不能修改它們,例如只用于輸出數(shù)據(jù)等。如
void get_time( ) const ; //注意const的位置在函數(shù)名和括號之后
const是函數(shù)類型的一部分,在聲明函數(shù)和定義函數(shù)時都要有const關鍵字,在調(diào)用時不必加const。常成員函數(shù)可以引用const數(shù)據(jù)成員,也可以引用非const的數(shù)據(jù)成員。const數(shù)據(jù)成員可以被const成員函數(shù)引用,也可以被非const的成員函數(shù)引用。具體情況可以用下表表示。
那么怎樣利用常成員函數(shù)呢?
如果在一個類中,有些數(shù)據(jù)成員的值允許改變,另一些數(shù)據(jù)成員的值不允許改變,則可以將一部分數(shù)據(jù)成員聲明為const,以保證其值不被改變,可以用非const的成員函數(shù)引用這些數(shù)據(jù)成員的值,并修改非const數(shù)據(jù)成員的值。
如果要求所有的數(shù)據(jù)成員的值都不允許改變,則可以將所有的數(shù)據(jù)成員聲明為const,或?qū)ο舐暶鳛閏onst(常對象),然后用const成員函數(shù)引用數(shù)據(jù)成員,這樣起到“雙保險”的作用,切實保證
如果已定義了一個常對象,只能調(diào)用其中的const成員函數(shù),而不能調(diào)用非const成員函數(shù)(不論這些函數(shù)是否會修改對象中的數(shù)據(jù))。這是為了保證數(shù)據(jù)的安全。如果需要訪問對象中的數(shù)據(jù)成員,可將常對象中所有成員函數(shù)都聲明為const成員函數(shù),但應確保在函數(shù)中不修改對象中的數(shù)據(jù)成員。
不要誤認為常對象中的成員函數(shù)都是常成員函數(shù)。常對象只保證其數(shù)據(jù)成員是常數(shù)據(jù)成員,其值不被修改。如果在常對象中的成員函數(shù)未加const聲明,編譯系統(tǒng)把它作為非const成員函數(shù)處理。
還有一點要指出,常成員函數(shù)不能調(diào)用另一個非const成員函數(shù)。
上一篇:解析C++中構造函數(shù)的默認參數(shù)和構造函數(shù)的重載
欄 目:C語言
下一篇:詳解C++編程中類的成員變量和成員函數(shù)的相關知識
本文標題:詳解C++中的this指針與常對象
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