第十一章类和对象——第3节 C++对象模型与this指针-优快云博客

11.3 C++对象模型和this指针

11.3.1 成员变量和成员函数分开储存

1.空对象占1Byte空间，用于区分不同对象所在地址的不同

class Person {		// 空类

};

void test01() {
	Person p1;		// 空对象
	cout << sizeof(p1) << endl;		// 结果为1
}

2.非静态成员变量属于类的实例化对象中的一部分

3.静态成员变量不属于类的实例化对象中的一部分

4.非静态成员函数不属于类的实例化对象中的一部分

5.静态成员函数不属于类的实例化对象中的一部分

class Person {
public:
	int m_age;					// 属于Person类的实例化对象p1中	占4Byte
	static string m_name;		// 不属于Person类的实例化对象p1中	占0Byte 
	int getAge() {				// 不属于Person类的实例化对象p1中	占0Byte
	}
	static string getName() {	// 不属于Person类的实例化对象p1中	占0Byte
	}
};

void test01() {
	Person p1;		// 空对象
	cout << sizeof(p1) << endl;	// 结果为4
}

11.3.2 this指针

this指针隐含在每一个非静态成员函数中，指向调用该成员函数的对象

this指针的本质：指针常量，其指向不可修改

用途1：解决形参与成员变量名冲突的问题，this指向调用成员函数的对象

class Person {
public:
	Person(int age) {		// 形参age与成员变量age冲突
		// age = age;		// 此处编译器认为是：传入的age=传入的age，导致输出脏值	
        this -> age = age;	// 此处this会指向调用该函数的对象，即p1，此时该行代码等价于：p1.age = age，完成了对成员变量的赋值
	}
	int age;
};

void test() {
	Person p1(18);
	cout << p1.age << endl;
}

用途2：返回对象本身用*this

/*想要实现的功能：对象p1可连续调用PersonAddAge函数，不断将对象p2的age值累加到自身的age属性中*/
class Person {
public:
	Person(int age) {		// 构造函数，初始化age属性值
		this -> age = age;
	}
	int age;
    
	Person& PersonAddAge(Person p) {	// 作用：调用后使本对象的age变量与传入的p对象的age变量相加
		this->age += p.age;
		return *this;
	}
};

void test() {
	Person p1(18) ,p2(20);
	p1.PersonAddAge(p2).PersonAddAge(p2);	// 链式编程
	cout << p1.age << endl;
}

下面对关键的PersonAddAge()函数进行解释

（1）为什么返回值不是 return this->age ？

因为this->age的含义是对象自身的age属性，是个int类型的值，而在第17行想要实现的效果是p1.PersonAddAge(p2)后p1.PersonAddAge(p2)可作为p1本身再次调用PersonAddAge()函数，即p1.PersonAddAge(p2).PersonAddAge(p2)。那么返回值应该是对象本身，this作为指向对象的指针，*this自然代表对象本身，在本文中即为p1

（2）为什么函数返回类型不是Person？

若返回类型设置为Person，此时为值返回，那么系统会在return *this时调用拷贝构造函数，创建一个临时对象去接收返回值，类似于Person Temp = p1.PersonAddAge(p2)，这样继续进行累加时，会产生Temp.PersonAddAge(p2)的效果，修改的是临时对象的age属性，且无法确定Temp对象的位置。经过代码验证，在返回类型为Person时，p1.PersonAddAge(p2).PersonAddAge(p2)的结果为38，即只有第一次调用PersonAddAge(p2)有效果，第二次调用将p2.age加到了Temp对象上，虽然代码不报错但是结果不正确。

所以需要设置返回类型为Person&，此时为引用返回，返回的是*this的引用，那么连续调用PersonAddAge()函数都可以正常修改p1的age属性值

11.3.3 空指针访问成员函数

C++中空指针可以调用成员函数，但是要注意是否使用了this指针，若用到this指针，则需要加判断语句保证代码的健壮性

class Person {
public:
	void showAge() {
        cout << "Hello World" <<endl;	// 这句可以正常运行，因为只是打印一段现成的字符串
		cout << m_age << endl;			// 这句无法正常运行，因为m_age前会默认加this指针
	}
	int m_age;
};

void test() {
	Person* p1 = NULL;
	p1->showAge();
}

在C++中，成员函数中对属性的操作都会在属性前默认添加this指针，例如cout << m_age << endl; 实际上是 cout << this->m_age << endl;，test函数中对实例化对象的指针赋空，调用成员函数showAge()时this指针指向空地址，自然无法探知其中的属性值。可在成员函数中添加if(this==NULL) return 0;规避风险。

11.3.4 const修饰成员函数

常函数：

成员函数后加const，称该函数为常函数
常函数内不可修改成员属性
成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中可被修改
```
class Person {
public:
	void changeClass() const{	// 常函数
		classname = "People";	// 修改的是带关键字“mutable”的成员属性
	}
	mutable string classname;
};

void test() {
	Person p1;
	p1.classname = "Person";
	p1.changeClass();
}
```
实质：
- 未加const时：相当于Person* const this，此时const修饰this指针，使其指向的地址不能发生改变，即this的值不能变
- 添加const时：相当于const Person* const this，在上述的基础上，新增的const修饰this指针指向的空间，使得this指向的地址上的数值不能变

常对象：

声明对象前加const，称该对象为常对象
常对象除被mutable修饰的属性之外，都不允许被修改

常对象只能调用常函数

class Person {
public:
	void changeClass() const{	// 常函数
		classname = "People";	
	}
	mutable string classname;	// 被修饰的属性
};

void test() {
	const Person p1;			// 常对象
	p1.classname = "Person";	// 只 可修改被修饰的属性
	p1.changeClass();			// 只可调用常函数
}