C++ this指针解析-优快云博客

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面试时遇到过为实例化象，使用类的作用域调用类的成员函数，对次感到疑惑，查找资料做此笔记。

class CNullPointCall
{
public:
    static void Test1();
    void Test2();
    void Test3(int iTest);
    void Test4();

private:
    static int m_iStatic;
    int m_iTest;
};

int CNullPointCall::m_iStatic = 0;

void CNullPointCall::Test1()
{
    cout << m_iStatic << endl;
}

void CNullPointCall::Test2()
{
    cout << "Very Cool!" << endl; 
}

void CNullPointCall::Test3(int iTest)
{
    cout << iTest << endl; 
}

void CNullPointCall::Test4()
{
    cout << m_iTest << endl; 
}

CNullPointCall *pNull = NULL; // 没错，就是给指针赋值为空
pNull->Test1(); // call 1
pNull->Test2(); // call 2
pNull->Test3(13); // call 3
pNull->Test4(); // call 4 错误

首先讲一下C++形成可执行文件的过程
C源程序－>编译预处理－>编译－>优化程序－>汇编程序－>链接程序－>可执行文件具体查看参考 2.3条
当程序被编译之后，此成员函数地址即已确定（代码段）。类的成员函数通过this指针访问费静态成员变量，this指针由编译器作为隐藏参数加在非静态成员函数上，上面代码中没有实例化类，this指针为空导致内存越界因此Test4调用失败。

汇编代码

 CNullPointCall *pNull = NULL;
0041171E  mov         dword ptr [pNull],0 
    pNull->Test1();
00411725  call        CNullPointCall::Test1 (411069h) 
    pNull->Test2();
0041172A  mov         ecx,dword ptr [pNull] 
0041172D  call        CNullPointCall::Test2 (4111E0h) 
    pNull->Test3(13);
00411732  push        0Dh  
00411734  mov         ecx,dword ptr [pNull] 
00411737  call        CNullPointCall::Test3 (41105Ah) 
    pNull->Test4();
0041173C  mov         ecx,dword ptr [pNull] 
0041173F  call        CNullPointCall::Test4 (411032h)

  CNullPointCall *pNull = NULL;
0041171E  mov         dword ptr [pNull],0 
    pNull->Test1();
00411725  call        CNullPointCall::Test1 (411069h) 
    pNull->Test2();
0041172A  mov         ecx,dword ptr [pNull] 
0041172D  call        CNullPointCall::Test2 (4111E0h) 
    pNull->Test3(13);
00411732  push        0Dh  
00411734  mov         ecx,dword ptr [pNull] 
00411737  call        CNullPointCall::Test3 (41105Ah) 
    pNull->Test4();
0041173C  mov         ecx,dword ptr [pNull] 
0041173F  call        CNullPointCall::Test4 (411032h)

非静态函数调用之前都会把指向对象的指针pNull（也就是this指针）放到ecx寄存器中（mov ecx,dword ptr [pNull]）。这就是this指针的特殊之处。看call 3那行C++代码的汇编代码就可以看到this指针跟一般的函数参数的区别：一般的函数参数是直接压入栈中（push 0Dh），而this指针却被放到了ecx寄存器中。在类的非成员函数中如果要用到类的成员变量，就可以通过访问ecx寄存器来得到指向对象的this指针，然后再通过this指针加上成员变量的偏移量来找到相应的成员变量。
下面再通过另外一个例子来说明this指针是怎样被传递到成员函数中和如何使用this来访问成员变量的。
依然是一个很简单的类：

   class CTest
{
public:
    void SetValue();

private:
    int m_iValue1;
    int m_iValue2;
};

void CTest::SetValue()
{
    m_iValue1 = 13;
    m_iValue2 = 13;
}

CTest test;
test.SetValue();

CTest test;
    test.SetValue();
004117DC  lea         ecx,[test] 
004117DF  call        CTest::SetValue (4111CCh)

同样的，首先把指向对象的指针放到ecx寄存器中；然后调用类CTest的成员函数SetValue()。地址4111CCh那里存放的其实就是一个转跳指令，转跳到成员函数SetValue()内部。

004111CC  jmp         CTest::SetValue (411750h)

而411750h才是类CTest的成员函数SetValue()的地址。

void CTest::SetValue()
{
00411750  push        ebp  
00411751  mov         ebp,esp 
00411753  sub         esp,0CCh 
00411759  push        ebx  
0041175A  push        esi  
0041175B  push        edi  
0041175C  push        ecx // 1   
0041175D  lea         edi,[ebp-0CCh] 
00411763  mov         ecx,33h 
00411768  mov         eax,0CCCCCCCCh 
0041176D  rep stos    dword ptr es:[edi] 
0041176F  pop         ecx // 2 
00411770  mov         dword ptr [ebp-8],ecx // 3
    m_iValue1 = 13;
00411773  mov         eax,dword ptr [this] // 4
00411776  mov         dword ptr [eax],0Dh // 5
    m_iValue2 = 13;
0041177C  mov         eax,dword ptr [this] // 6
0041177F  mov         dword ptr [eax+4],0Dh // 7
}
00411786  pop         edi  
00411787  pop         esi  
00411788  pop         ebx  
00411789  mov         esp,ebp 
0041178B  pop         ebp  
0041178C  ret

下面对上面的汇编代码中的重点行进行分析：
1、将ecx寄存器中的值压栈，也就是把this指针压栈。
2、ecx寄存器出栈，也就是this指针出栈。
3、将ecx的值放到指定的地方，也就是this指针放到[ebp-8]内。
4、取this指针的值放入eax寄存器内。此时，this指针指向test对象，test对象只有两个int型的成员变量，在test对象内存中连续存放，也就是说this指针目前指向m_iValue1。
5、给寄存器eax指向的地址赋值0Dh（十六进制的13）。其实就是给成员变量m_iValue1赋值13。
6、同4。
7、给寄存器eax指向的地址加4的地址赋值。在4中已经说明，eax寄存器内存放的是this指针，而this指针指向连续存放的int型的成员变量m_iValue1。this指针加4（sizeof(int)）也就是成员变量m_iValue2的地址。因此这一行就是给成员变量m_iValue2赋值。
通过上面的分析，我们可以从底层了解了C++中this指针的实现方法。虽然不同的编译器会使用不同的处理方法，但是C++编译器必须遵守C++标准，因此对于this指针的实现应该都是差不多的。