2021自学C++核心编程之对象模型和this指针(六)

4.3 C++对象模型和this指针

4.3.1 成员变量和成员函数分开存储

在C++中，类内的成员变量和成员函数分开存储，只有非静态成员变量才属于类的对象上

#include
using namespace std;
class Person {
	//静态成员变量不占对象空间，不属于类对象上
	static int mB;
	//函数也不占对象空间，不属于类对象上
	void func() {}
	//静态成员函数也不占对象空间，不属于类对象上
	static void sfunc() {}
};
class People {
	//非静态成员变量占对象空间，属于类的对象上
	int m_A;
};
void test01() {
	Person p;
	//当Person类中无任何成员变量和成员函数时，创建一个空对象占用内存空间为:1
	//原因:C++编译器会默认给每个空对象分配一个字节空间，且每个空对象都有一个独一无二的内存地址，是为了区分空对象占内存的位置
	cout << sizeof(p) << endl;// 1
}
void test02() {
	People p;
	cout << sizeof(p) << endl;// 4
}
int main() {
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

4.3.2 this指针概念

通过上述代码示例我们知道在C++中成员变量和成员函数是分开存储的，对于每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例，也就是说多个同类型的对象会共用一块函数实例代码，那么问题是：这一块函数实例代码是如何区分那个对象调用自己的呢？

为了解决上述问题，c++通过提供特殊的对象指针，称为this指针，this指针指向被调用的成员函数所属的对象

注意:

1. this指针是隐含在每一个非静态成员函数内的一种指针，且不需要定义，直接使用即可
2. this指针的本质是一个指针常量，指针的指向不可修改

this指针的用途：

• 当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
• 在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用*this

#include
using namespace std;
class Person{
public:
	//年龄
	int age;
public:
	//有参构造函数,且形参变量名和成员变量名相同
	Person(int age){
		//①.当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分，解决形参变量名和成员变量名冲突的问题
		this->age = age;// <==>(*this).age = age;
		//②.在类的方法定义中使用this指针代表指向使用该成员函数所属对象的内存地址
		cout << "this的指向地址为:" << this << endl;
	}
	Person(const Person &p) {
		cout << "Person类拷贝构造函数!" << endl;
		this->age = p.age;
	}
	//定义一个PersonAddPerson函数进行对类中的属性值进行累加
	Person& PersonAddPerson(Person p){
		this->age += p.age;
		//this指向对象的指针，而*this代表就是对象本身
		return *this;
	}
};
//1.解决名称冲突
void test01(){
	Person p(10);
	cout << "对象p1的地址为:" << &p << endl;
	cout << "p1.age = " << p.age << endl;
}
//2.返回对象本身用*this
void test02() {
	Person p1(10);
	Person p2(10);
	//链式编程思想
	p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);
	cout << "p2.age = " << p2.age << endl;
}

int main() {
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

4.3.3 空指针访问成员函数

C++中空指针也是可以调用成员函数的，但是也要注意有没有用到this指针，如果用到this指针，需要加以判断保证代码的健壮性

示例：

#include
using namespace std;

class Person {
public:
	int m_Age;
public:
	void ShowClassName() {
		cout << "我是Person类中的成员函数ShowClassName()!" << endl;
	}
	void ShowPerson() {
		//注意:为避免空指针调用成员函数导致空指针异常，可以对this指向的地址进行判断
		if (this == NULL) {
			cout << "this指向的地址为:" << this << endl;
			return;
		}
		cout << "this->m_Age" << this->m_Age << endl;
	}
};

void test01(){
	//创建一个Person类的空指针
	Person* p = NULL;
	//空指针访问成员函数
	p->ShowClassName(); //空指针可以调用成员函数ShowClassName
	p->ShowPerson();  //空指针不可以调用成员函数ShowPerson，报错原因时空指针指向的内存地址是NULL,且成员函数中属性默认是this->m_Age或(*this).m_Age，导致无法访问类中成员变量
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

4.3.4 const修饰成员函数

常函数：

• 成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
• 常函数内不可以修改成员属性
• 成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

常对象：

• 声明对象前加const称该对象为常对象
• 常对象只能调用常函数

示例：

#include
using namespace std;
class Person {
public:
	int m_A;
	//在C++中，mutable关键字是为了突破const的限制而设置的，被mutable修饰的变量，将永远处于可变的状态，即使在一个const函数中
	mutable int m_B;
public:
	Person() {
		m_A = 0;
		m_B = 0;
	}
	void showPerson1() {
		//this指针的本质是一个指针常量，this代表Person* const this，指针的指向不可修改,但指针指向的值是可以修改的
		this->m_A = 100;
		cout << "this->m_A = " << this->m_A << endl;
		//this = NULL; //编译器直接报错，不能修改指针的指向 
	}
	//当成员函数被const关键字进行修饰后，该函数声明为常函数，其本质是修饰this指向的值，让指针指向的值也无法进行修改
	void ShowPerson2() const {
		//在常函数中，const本质修饰指针指向，可以理解this代表const Person* const this，指针的指向不可修改,且指针指向的值也不可以修改
		//this->mA = 100; //编译器直接报错
		//const修饰成员函数，表示指针指向和指向内存空间的数据均不能修改，但mutable修饰的变量
		cout << "this->m_B = " << this->m_B << endl;
		this->m_B = 100;
		cout << "this->m_B = " << this->m_B << endl;
	}

	void MyFunc() {
		this->m_A = 1000;
		cout << "我是一个成员函数！！！" << endl;
	}
};
void test01() {
	Person p;
	p.showPerson1();
	p.ShowPerson2();
}
//const修饰对象  常对象
void test02() {
	//在创建的对象前加const进行修饰，称为常量对象
	const Person person;
	//常对象不能修改成员变量的值,但是可以访问,即为可读不可写
	cout << "person.m_A = " << person.m_A << endl;
	//person.mA = 100;//编译器直接报错 
	//常对象对mutable修饰成员变量，既可以访问，也可以修改该成员变量的值，即为可读可写
	cout << "person.m_B = " << person.m_B << endl;
	person.m_B = 100; 
	cout << "person.m_B = " << person.m_B << endl;
	//常对象访问只能访问常函数
	//person.MyFunc(); //常对象不能调用普通成员函数，因为普通成员函数可以修改成员变量的值
	person.ShowPerson2();
}
int main() {
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

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