C++ 中的this指针

关于this指针tutorials是这样解释的:

Every object in C++ has access to its own address through an important pointer called this pointer. The this pointer is an implicit parameter to all member functions. Therefore, inside a member function, this may be used to refer to the invoking object.

Friend functions do not have a this pointer, because friends are not members of a class. Only member functions have a this pointer.


--> this就是非静态方法中的第0个隐藏参数,值为调用对象的指针。


this指针的含义及其用法: 
1. this指针是一个隐含于每一个成员函数中的特殊指针。它指向正在被该成员函数操作的那个对象。

2. 当对一个对象调用成员函数时,编译程序先将对象的地址赋给this指针,然后调用成员函数,每次成员函数存取数据成员时,由隐含使用this指针。

3. 当一个成员函数被调用时,自动向它传递一个隐含的参数,该参数是一个指向这个成员函数所在的对象的指针。 

4. 在C++中,this指针被隐含地声明为: X *const this,这意味着不能给this 指针赋值;
在X类的const成员函数中,this指针的类型为:const X* const, 这说明this指针所指向的这种对象是不可修改的(即不能对这种对象的数据成员进行赋值操作); 

5. 由于this并不是一个常规变量,所以,不能取得this的地址。

6. 在以下场景中,经常需要显式引用this指针

   (1) 为实现对象的链式引用(如例1); 

   (2) 为避免对同一对象进行赋值操作(如例2);

   (3) 在实现一些数据结构时,如list.

7. 举例:

//例1:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

class Person {
      public:
          typedef enum {
                 BOY = 0,
                 GIRL = !BOY
          } SexType;
      public:
             Person(char *n, int a, SexType s)
             {
                 name = new char[strlen(n)+1];  //这里的 name 等价于this->name
                 strcpy(name,n);                //这里的 name 等价于this->name
                 age = a;                       //这里的 age 等价于this->age
                 sex = s;                       //这里的 sex 等价于this->sex
             }
             int get_age(void) const
             {
                 //age++; //compile error, 因为 age等价于this->age,而 get_age又是一个const成员函数,
                        //不能对 this指针所指向的这种对象进行修改,这也是const的一个作用。
                        //这样做的好处是,增加了代码的健壮性。 
                 return age;
             }
             Person& add_age(int a)
             {
                 age +=a;
                 return *this; // 返回本对象的引用 
             }
      private:
            char *name;
            int age;
            SexType sex;
};

void TestPerson(void)
{
     Person ZhangSan("ZhangSan", 20, Person::BOY);
     printf("ZhangSan.age = %d\n", ZhangSan.get_age());
     printf("ZhangSan.add_age = %d\n", ZhangSan.add_age(1).get_age()); //增加1岁的同时,可以对新的年龄直接输出;

     return;
}         

int main(void)
{
    TestPerson();
    while(1);
    
}

/* result:
   ZhangSan.age = 20
   ZhangSan.add_age = 21
*/


//例2:

#include <stdio.h>

class Location {
     int X,Y;//默认为私有的
 public:
     void init(int x,int y) { X =x; Y = y;};
     void assign(Location& pointer);
     int GetX(){ return X; }
     int GetY(){ return Y; }
};

void Location::assign(Location& pointer)
{
    if(&pointer!=this) //同一对象之间的赋值没有意义,所以要保证pointer不等于this
    {
        X=pointer.X;
        Y=pointer.Y;
    }
}

int main()
{
     Location x;
     x.init(5,4);
     
     Location y;
     y.assign(x);
     
     printf("x.X = %d, x.Y = %d \n",  x.GetX(), x.GetY());
     printf("y.X = %d, y.Y = %d ",  y.GetX(), y.GetY());
     
     while(1);
     return 0;
}
/* result:
   x.X = 5, x.Y = 4 
   y.X = 5, y.Y = 4 
*/



<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式和代码的规范呈现。对于this指针的讨论,重点在于澄清三个核心问题:1)this的物理存在形式(本质是寄存器中的地址)2)它在不同调用场景的传递方式(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式?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. **显式使用场景** | 场景 | 示例代码 | 作用 | |---------------------|-----------------------------------|-----------------------| | 链式调用 | `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. **隐式访问机制** 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 | |---------------------|------------------------|---------------------| | 传递方式 | 显式寄存器/栈传递 | 隐式首个参数 | | 显式引用 | 支持 this->member | 支持 this.member | | 空指针安全 | 无 | 自动抛出NullPointerException |
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