成员函数（Member Function）彻底讲透：this、const、运算符重载全解析

原创于 2025-12-11 10:02:39 发布 · 889 阅读

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#C++ #类与对象 #运算符重载 #成员函数 #构造函数 #析构函数 #八股

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一、前言

二、什么是成员函数（Member Function）

3）让“第一个参数”隐式传递（this 指针）

三、成员函数的核心：this 指针

3.1 this 是什么

四、const 成员函数：不会修改当前对象

五、运算符重载中的成员函数（核心重点）

5.1 成员函数形式的运算符重载

5.2 参数解读：const Vec2& other

5.3 完整示例：Vec2 向量 + 运算符

六、表格 — 成员函数 vs 普通函数

七、面试常问

7.1 成员函数和普通函数的区别？

7.2 成员函数后面的 const 修饰的是什么？

7.3 为什么 operator+ 通常写成员函数？

八、总结

一、前言

成员函数（member function）是 C++ 类最核心的组成部分，但很多初学者只知道“写在类里的函数就是成员函数”，却没有真正理解：

为什么要有成员函数？
成员函数和普通函数有什么本质区别？
this 指针到底是什么？
成员函数后面的 const 修饰哪里？
运算符重载为什么经常写成员函数？
a + b 为什么能翻译成 a.operator+(b)？

本篇文章一次性全部展开，让你彻底搞懂 C++ 成员函数的底层原理与语法细节。

在之前的学习中，已经详细介绍了运算符重载以及构造函数和析构函数的详细内容，链接如下：

一篇搞懂 C++ 重载：函数重载 + 运算符重载，从入门到会用（含 ++、＜＜、== 实战）-优快云博客https://blog.youkuaiyun.com/m0_58954356/article/details/155323257?sharetype=blogdetail&sharerId=155323257&sharerefer=PC&sharesource=m0_58954356&spm=1011.2480.3001.8118 C++ 成员函数运算符重载深度解析-优快云博客https://blog.youkuaiyun.com/m0_58954356/article/details/155754511?spm=1001.2014.3001.5502

C++ 内存机制详细全讲解：构造函数、析构函数、new/delete、栈 vs 堆完整指南（小白教程）_结构体构造函数是堆内存还是栈内存-优快云博客https://blog.youkuaiyun.com/m0_58954356/article/details/155098091?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522171491c908ae9b99b3e03fdcd0a5d077%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fblog.%2522%257D&request_id=171491c908ae9b99b3e03fdcd0a5d077&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~first_rank_ecpm_v1~rank_v31_ecpm-1-155098091-null-null.nonecase&utm_term=%E6%9E%84%E9%80%A0%E5%87%BD%E6%95%B0&spm=1018.2226.3001.4450

二、什么是成员函数（Member Function）

2.1 正式定义

成员函数是：

定义在类内部、专门用来操作该类对象的函数。

形式：

class ClassName {
public:
    返回类型 函数名(参数列表) [const];
};

它具有普通函数所不具备的特性：

属于类

自动携带隐藏参数 this

能访问类的所有成员（包括 private）

支持 const 成员函数语义

调用方式直观：对象.函数()

2.2 为什么需要成员函数（意义）

1）让“数据 + 行为”形成封装

Car c;
c.startEngine();
c.brake();

更符合面向对象语义。

2）自动访问成员变量（不需额外传参）

speed = speed + 10;  
// 实际是 this->speed += 10;

如果用普通函数：

accelerate(&c, 10);

语义明显不如成员函数自然。

3）让“第一个参数”隐式传递（this 指针）

你写：

a + b;

本质是：

a.operator+(b);

再底层一点：

Vec2::operator+(&a, b);

成员函数的语法让调用更自然。

三、成员函数的核心：this 指针

3.1 this 是什么

每个成员函数内部，都存在一个隐式参数：

ClassName* this;

它指向：

调用这个成员函数的对象本身。

例：

class Vec2 {
public:
    double x, y;

    void print() {
        std::cout << x << ", " << y;
    }
};

本质等价于：

void print(Vec2* this) {
    std::cout << this->x << ", " << this->y;
}

所以：

x 等价于 this->x
y 等价于 this->y

四、const 成员函数：不会修改当前对象

形式：

返回类型 函数名() const;

这个 const 修饰整个函数，而不是返回值。

含义：

承诺不修改成员变量（除非 mutable）

this 指针的类型变成 const ClassName*

可在 const 对象上调用

示例：

class Vec2 {
public:
    double x, y;

    double length() const {
        return std::sqrt(x * x + y * y);
    }
};

const Vec2 v(3, 4);
v.length(); // ✔ 允许，因 length 是 const 成员函数

如果不是 const 成员函数，会编译报错。

五、运算符重载中的成员函数（核心重点）

5.1 成员函数形式的运算符重载

你写：

Vec2 c = a + b;

编译器翻译成：

Vec2 c = a.operator+(b);

成员函数的定义：

Vec2 Vec2::operator+(const Vec2& other) const;

再底层理解：

Vec2::operator+(&a, b);

5.2 参数解读：const Vec2& other

含义：

引用传递 &：避免拷贝，提高效率。
const：表示不能修改 other：

other.x = 10; // ❌ 编译报错

为什么要这样写？

安全、高效、通用（可接受 const、非 const、临时对象）

5.3 完整示例：Vec2 向量 + 运算符

class Vec2 {
public:
    double x, y;

    Vec2(double x = 0, double y = 0) : x(x), y(y) {}

    // 成员函数 + const + 引用参数
    Vec2 operator+(const Vec2& other) const {
        return Vec2(x + other.x, y + other.y);
    }

    // 只读成员函数
    double length() const {
        return std::sqrt(x * x + y * y);
    }
};

调用：

Vec2 a(1, 2);
Vec2 b(3, 4);

Vec2 c = a + b;  // a.operator+(b)
double len = c.length();

六、表格 — 成员函数 vs 普通函数

特性	成员函数	普通函数
属于类	✔	✘
隐式 this	✔	✘
能否访问 private	✔	✘（除非 friend）
是否支持 const	✔	✘
调用方式	对象.函数()	函数(对象)
常见用途	封装、运算符重载	工具函数