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C++:this指针详解

12 人参与  2024年11月17日 14:01  分类 : 《我的小黑屋》  评论

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一、this指针

 二、C++和C语言实现Stack对比


一、this指针

• Date类中有 Init 与 Print 两个成员函数,函数体中没有关于不同对象的区分,那当d1调用Init和 Print函数时,该函数是如何知道应该访问的是d1对象还是d2对象呢?那么这里就要看到C++给了一个隐含的this指针解决这里的问题

• 编译器编译后,类的成员函数默认都会在形参第⼀个位置,增加⼀个当前类类型的指针,叫做this 指针,比如Date类的Init的真实原型为, void Init(Date* const this, int year, int month, int day)

• 类的成员函数中访问成员变量,本质都是通过this指针访问的,如Init函数中给_year赋值, this- >_year = year;

• C++规定不能在实参和形参的位置显示的写this指针(编译时编译器会处理),但是可以在函数体内显示使用this指针。

class Date{public: void Init(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } void Print(){ cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl; }private: // 这⾥只是声明,没有开空间  int _year; int _month; int _day;};

运行下面两串代码,会发现两个代码虽然只差了一行代码,结果却差别很大

#include<iostream>using namespace std;class A{public: void Print() { cout << "A::Print()" << endl; }private: int _a;};int main(){ A* p = nullptr; p->Print(); return 0;}
#include<iostream>using namespace std;class A{public: void Print() { cout << "A::Print()" << endl; cout << _a << endl; }private: int _a;};int main(){ A* p = nullptr; p->Print(); return 0;}

     这里先说结果,第一串代码能正常运行,第二串代码会运行崩溃,第一串代码在调用了p->Print时这个函数,但是并没有对p这个空指针进行解引用,所以第一串代码能够正常运行,而第二串代码,再调用print函数之后,里面的_a实际是this->_a,对p进行了解引用,而p是空指针,而对于空指针的访问只有在运行时才会发生,编译器在编译阶段不会发现,所以不会程序报错,会在运行时崩溃。

     在C++中,this指针是一个隐含的指向当前对象的指针,它不是由程序员分配的,而是编译器自动创建并插入到每个成员函数的隐式参数列表中的,this指针位于函数调用帧的局部变量区,通常称为栈空间,用于存储函数执行时需要的临时数据和指向自身对象的数据,当函数被调用时,this 指针会被初始化为指向调用它的对象实例,这对于访问类的私有成员变量特别有,this 永远不会为空,除非是在静态成员函数或者非成员函数中,这时没有特定的对象关联。

 二、C++和C语言实现Stack对比

    面向对象三大特性:封装、继承、多态,下面的对比我们可以初步了解⼀下封装,通过下面两份代码对比,我们发现C++实现Stack形态上还是发生了挺多的变化,底层和逻辑上没啥变 化。

C实现stack代码

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<stdbool.h>#include<assert.h>typedef int STDataType;typedef struct Stack{ STDataType* a; int top; int capacity;}ST;void STInit(ST* ps){ assert(ps); ps->a = NULL; ps->top = 0; ps->capacity = 0;}void STDestroy(ST* ps){ assert(ps); free(ps->a); ps->a = NULL; ps->top = ps->capacity = 0;}void STPush(ST* ps, STDataType x){ assert(ps);if (ps->top == ps->capacity) { int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2; STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType)); if (tmp == NULL) { perror("realloc fail"); return; } ps->a = tmp; ps->capacity = newcapacity; } ps->a[ps->top] = x; ps->top++;}bool STEmpty(ST* ps){ assert(ps); return ps->top == 0;}void STPop(ST* ps){ assert(ps); assert(!STEmpty(ps)); ps->top--;}STDataType STTop(ST* ps){ assert(ps); assert(!STEmpty(ps)); return ps->a[ps->top - 1];}int STSize(ST* ps){ assert(ps);return ps->top;}int main(){ ST s; STInit(&s); STPush(&s, 1); STPush(&s, 2); STPush(&s, 3); STPush(&s, 4); while (!STEmpty(&s)) { printf("%d\n", STTop(&s)); STPop(&s); } STDestroy(&s); return 0;}

C++实现stack代码

#include<iostream>using namespace std;typedef int STDataType;class Stack{public: // 成员函数  void Init(int n = 4) { _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n); if (nullptr == _a) { perror("malloc申请空间失败"); return; } _capacity = n; _top = 0; }void Push(STDataType x) { if (_top == _capacity) { int newcapacity = _capacity * 2; STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity * sizeof(STDataType)); if (tmp == NULL) { perror("realloc fail"); return; } _a = tmp; _capacity = newcapacity; } _a[_top++] = x; } void Pop() { assert(_top > 0); --_top; } bool Empty() { return _top == 0; } int Top() { assert(_top > 0); return _a[_top - 1]; } void Destroy() { free(_a); _a = nullptr; _top = _capacity = 0; }private:// 成员变量  STDataType* _a; size_t _capacity; size_t _top;};int main(){ Stack s; s.Init(); s.Push(1); s.Push(2); s.Push(3); s.Push(4); while (!s.Empty()) { printf("%d\n", s.Top()); s.Pop(); } s.Destroy(); return 0;}

• C++中数据和函数都放到了类里面,通过访问限定符进行了限制,不能再随意通过对象直接修改数据,这是C++封装的一种体现,这个是最重要的变化,这里的封装的本质是一种更严格规范的管 理,避免出现乱访问修改的问题,当然封装不仅仅是这样的,我们后面还需要不断的去学习。

• C++中有一些相对方便的语法,比如 Init 给的缺省参数会方便很多,成员函数每次不需要传对象地 址,因为this指针隐含的传递了,方便了很多,使用类型不再需要typedef用类名就很方便。


      本篇关于this指针的内容就到这里了,希望对各位有帮助,如果有错误欢迎各位指出。


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