C++中的this指针

 

非静态成员函数会访问普通成员变量,所以需要传递this指针,在成员函数中分辨是访问那个对象的成员变量。
举例如下:
class ClassA
{
public: 
          int id;
          int setID(int newID); 
};
int ClassA::setID(int newID)
{
          id = newID;
}
经过编译器展开后,加入this指针
class ClassA
{
public: 
          int id;
          int setID(ClassA* this, int newID); 
};
int ClassA::setID(ClassA* this, int newID)
{
          this->id = newID;      // 利用this指针找到(该对象)自己的成员变量
}
 
调用时:
ClassA objA;
objA.setID(21);          // 编译展开后: objA.setID(this, 21);

   在调用的时候已经指明了objA.了,编译器肯定能知道是调用objA内存空间的setID函数(而不会调用其他比如objB的),既然如此,为什么还多此一举传入this指针呢? 那是因为在成员函数中涉及到对成员变量的操作,所以需要利用this指针找到(该对象)自己的成员变量。
 
静态成员函数与普通成员变量无关,故不用this指针来传递
 
 
成员函数和this指针
  类的成员函数和一个普通的(全局)函数可以认为没有什么差别。对于编译器来说,经过名称处理后(例如:在函数名称前面加上命名空间、类名),一个成员函数其实就是一个普通函数,在编译后的代码区域有着确定的函数体和函数入口。最大的差异发生在调用时,对于成员函数,编译器将隐含push this指针,this指针指向对象的地址(对象可能位于栈上或堆上或全局数据区),这就是操作所需要的数据(即成员数据)所在。
    …
    push p2
    push p1
    push object_pointer  ; for C++ programmer, it is called “this” pointer
    call f
    …

将数据和对于数据的操作捆在一起,正是面向对象语言中的封装思想,成员函数的需要访问成员数据,通过传递this指针,这完美地实现了。

对于静态成员函数,实际上就是普通函数而已,只不过编译器限制了它的名字可视范围(挂在某个类下)。调用静态成员函数,是不需要push this指针的。调用某个类的静态函数,只要在函数名字前加上类名限定符即可,而不需要一个对象指针。一个常见的误用就是在静态成员函数中试图访问普通成员变量(没有对象指针,如何访问其成员变量?)。不过静态成员函数能访问静态成员变量。类似地,静态成员变量实际上就是一种有访问限制的全局变量而已。从类的外部访问静态成员变量,前面需要加上类名限定符。


隐含的this指针
 
每个类成员函数都含有一个指向被调用对象的指针,这个指针被称为this。 在非const成员函数中,它的类型是指向该类类型的指针,在const 成员函数中,是指向const 类类型的指针,而在volatile 成员函数中,是指向volatile 类类型的指针。

为了支持this 指针,必须要应用两个转变:
1 .改变类成员函数的定义,用额外的参数this 指针来定义每个成员函数。
// 伪代码, 说明编译器对一个成员函数定义的展开形式
// 不是合法的 C++ 代码
inline void move( Screen* this, int r, int c )
{
if ( checkRange( r, c ) )
{
int row = (r-1) * this->_width;
this->_cursor = row + c - 1;
}
}
在这个成员函数定义中,显式使用this 指针来访问类数据成员_width 和_cursor。

2 .改变每个类成员函数的调用,加上一个额外的实参——被调用对象的地址。
myScreen.move( 2, 2)
被转化为
move( &myScreen, 2, 2 )
必要时,程序员可以在成员函数定义中显式地引用this 指针。
何时使用this 指针
this 指针可以返回该成员函数被应用的对象,它的用途不只有这些。

<think>嗯,用户这次聚焦在C++this指针存储和使用机制上,看来ta正在深入学习面向对象编程的底层实现。结合之前的讨论,用户应该已经理解了变量存储的基本原理,现在想延伸到类成员函数的特殊机制。用户提供的参考资料质量很高,特别是引用[4]明确指出了this指针的隐含特性和编译器传递机制。值得注意的是,ta似乎对“this指针存储位置”这个点存在认知困惑——这其实是个常见的理解陷阱,因为this本身并不像普通变量那样占用固定内存空间。从系统要求看,需要特别注意数学公和代码的规范呈现。对于this指针的讨论,重点在于澄清三个核心问题:1)this的物理存在形(本质是寄存器中的地址)2)它在不同调用场景的传递方thiscall与cdecl区别)3)标准禁止对this取地址的底层原因(右值特性)用户可能还隐含想知道:为什么设计成这种隐藏参数模?这就要从C++与C的兼容性说起了。在展示方案中,用寄存器示意图配合汇编说明应该最直观,毕竟用户之前对内存布局接受良好。需要警惕的是用户可能混淆“指针存储位置”和“指针指向对象的位置”。那个空指针调用成员函数的例子很有教学意义,能生动展示this的传递本质——即使是空指针,只要不访问成员变量,函数照样能运行。最后生成的延伸问题要扣住用户的学习轨迹:从存储机制自然延伸到使用陷阱(比如lambda捕获this的悬垂引用问题),再过渡到现代C++的改进方案(explicitthis),这样形成知识闭环。</think> ### C++ this指针的存储与使用机制分析 #### 一、this指针的本质与存储原理 1. **核心机制** this指针是**编译器自动生成的隐含参数**,本质是当前对象的内存地址: ```cpp // 编译器将 obj.method() 转化为: ClassName::method(&obj, params) // this指针作为第一个参数传入[^4] ``` - **存储位置**:通过寄存器(x86-64中通常用`rdi`寄存器)或栈空间传递 - **非物理存储**:本身不占用对象内存空间,仅作为函数调用的上下文参数[^4] 2. **内存验证实验** ```cpp class Test { public: void showAddr() { cout << "this地址: " << this << endl; } int data; }; int main() { Test t; cout << "对象地址: " << &t << endl; // 输出:0x7ffde2c7b30 t.showAddr(); // 输出:0x7ffde2c7b30 (与&t相同) } ``` > 验证this指向对象自身的起始地址[^2] #### 二、使用场景与语法规范 1. **使用场景** | 场景 | 示例代码 | 作用 | |---------------------|-----------------------------------|-----------------------| | 链调用 | `obj.setX(1).setY(2);` | 返回*this实现级联[^1] | | 解决命名冲突 | `this->data = data;` | 区分成员与局部变量 | | 返回当前对象 | `return *this;` | 用于拷贝赋值等操作 | 2. **隐访问机制** 所有成员访问自动附加this指针: ```cpp void display() { cout << data; // 实际执行 cout << this->data; } ``` #### 三、关键特性深度解析 1. **右值性质** - 禁止获取地址:`&this` 非法操作(编译错误)[^4] - 禁止赋值:`this = nullptr;` 违反常量约束 ```mermaid graph LR A[成员函数调用] --> B[编译器注入this参数] B --> C{this指针类型} C --> D[ClassName *const] // 普通成员函数 C --> E[const ClassName *const] // const成员函数 ``` 2. **空指针调用问题** ```cpp Test* ptr = nullptr; ptr->showAddr(); // 崩溃位置: // 访问成员变量:this->data (空指针解引用) // 不访问成员:可能运行(但属于未定义行为) ``` #### 四、与其他语言的对比 | 特性 | C++ | Java/Python | |---------------------|------------------------|---------------------| | 传递方 | 寄存器/栈传递 | 隐首个参数 | | 引用 | 支持 this->member | 支持 this.member | | 空指针安全 | 无 | 自动抛出NullPointerException |
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