C++类的this指针详解
这篇文章主要讲解隐式this指针的概念,以及如何使用,包含const
先直接给出一个c++primer里的类,你可能还不能完全看懂,但是不着急,我们一点点解释
class sales_data { std::string isbn() const { return bookno; } sales_data& combine(const sales_data&); double avg_price() const; std::string bookno; unsigned untis_sold = 0; double revenue = 0.0; }; //sales_data非成员函数接口 sales_data add(const sales_data, const sales_data&); std::ostream& print(std::ostream&, const sales_data&); std::istream& read(std::istream&, const sales_data&);
类的所有成员都必须在类内部声明,但是成员函数体可以定义在外部,比如我们上面写的sales_data类,isbn函数定义在了内部,combine和avg_price函数定义在了外部
定义在类内部的函数是隐式的inline函数
inline函数,即为调用时“内联地”展开的函数,也就是就说:调用时,并不通过函数调用的机制,而是通过将函数体直接插入调用处来实现的,比如以下调用
inline const string & cout << shorter(s1, s2) << endl; cout << {s1.size() < s2.size ? s1:s2} << endl;
”this“的概念
我们先看isbn函数
std::string isbn() const { return bookno; }
它的参数列表为空,返回一个string对象,那它是怎么知道这个string对象是来自哪个类的?
this
先看一个调用的例子
total.isbn()
当我们调用成员函数时,实际上是在替某个对象(这里是total)调用它,isbn指向sales_data的成员(bookno),则它隐式地指向调用该函数的对象的成员
在total.isbn()
调用中,isbn返回bookno时,实际上它隐式地返回total.bookno
成员函数isbn又通过一个名为this的额外的隐式参数来访问调用它的那个对象(this其实就是指向当前对象的指针),当我们调用一个成员函数时,用该函数的对象地址初始化this,this就会指向当前对象
例如调用total.isbn()
则编译器负责把total的地址传递给isbn的隐式形参this,可以等价地理解为编译器将该调用重写成了以下形式
std::string isbn() const { return this->bookno }
因为this的目的总是指向”这个“对象,所以this是一个常量指针(这是一个顶层const,this指针本身就是常量)
isbn() const
首先你要知道const的基本用法,顶层cosnt和底层const如何区别,建议先阅读,下面这几行代码方便你回忆起顶层cosnt
int i = 0; int* const p1 = &i; //p1本身是常量,顶层const const int ci = 42; //ci本身是常量,顶层const const int* p2 = &ci; //*在const之后,p2是指向常量的指针,底层const const int* const p3 = p2; //先看左边是顶层,再看右边是底层,p3是指向常量的常量指针 const int& r = ci; //声明引用的const都是底层const,r是一个对常量的引用
好进入正题
先讲结论:"isbn() const
里的const的作用是修改隐式this指针的类型
首先我们忘掉isbn,默认情况下,this的类型是指向类类型的 非常量版本的 常量指针(这是一个顶层const,this指针自己是常量,但是它所指向的对象并不是常量),在sales_data的成员函数中,this的默认类型是sales_data* const
尽管this是隐式的,但也遵循初始化规则,所以默认情况下我们不能把this直接绑定到一个常量对象上,同时也不能在一个常量对象上调用普通的函数成员(需要用到this)
具体来说,如果,我是说如果,如果isbn是一个普通函数没有const,this也是一个普通的指针,isbn内不会改变this所指的对象(只是返回bookno),则我们应该把this声明成const sales_data* const,所以把this设置为指向常量的指针可以提高灵活性
然而this隐式的,是不会出现在参数列表中的,所以在哪将this声明称指向常量的指针呢?c++的做法就是允许把const关键字放在成员函数的参数列表之后,就是我们看到的isbn() const
,此时紧跟在参数列表后面的const表示this是一个指向常量的指针,像这样使用const的成员函数常被称作常量成员函数
//下面代码是非法的,只用于说明隐式的this指针如何使用,但我们不能显式定义this指针 //谨记此处的this是一个指向常量的指针,因为isbn是一个常量成员 std::string sales_data::isbn(const sales_data *const this){ return this->isbn; }
定义一个返回this对象的函数
我们之前在sales_data内声明了一个combine函数
sales_data& combine(const sales_data&);
现在我们在外部定义这个函数
sales_data& sales_data::combine(const sales_data &rhs){ untis_sold += rhs.untis_sold; revenue += rhs.revenue; return *this; }
我们调用这个combine时
total.combine(trans)
total的地址被绑定到隐式的this参数上,而rhs绑定到了trans上
你应该注意到了,这个函数的关注点应该在于返回类型和返回语句
combine设计的初衷是尽量模仿+=运算符,+=把左侧的运算对象当成左值返回,为了尽可能一致,combine必须返回引用类型(这时左侧运算对象是一个sales_data对象,所以返回类型为sales_data&)
怎么返回呢,现在我们就不需要使用隐式的this指针访问函数调用者 的某个具体成员,而是需要把调用函数的对象当成一个整体来访问
return *this;
return语句解引用this指针,获得了执行该函数的对象,total.combine(trans)
就会返回对total的引用