浅谈C++的this指针

　　之所以写这篇文章，主要是为了回答网友 zhancaihua123同学的下面几个问题：

father* p=new son;
p->disp(...);
father是父类，son是子类。disp是一个子类重定义过的虚函数。
问题一：p->disp(...)；是不是可以写成p->disp(p,...);
问题二：p的类型是不是father*
问题三：子类disp函数的this指针是不是son*类型的
问题四：如果第三的问题回答“是”请回答第四题，回答“不是”的，请回避!
那么如果disp函数的this指针是 son*类型的，用p调用disp的时候，我们将p的值传递给disp的this指针，那么既然p是father*类型的，而this是son*类型的，则上述操作就相当于把父类的指针转换为子类指针，这不是与父类指针不能自动（隐式）转换为子类指针矛盾么？

　　看回答，发现有好多人this指针的本质有错误的认识，估计不少人一说起this指针，脑袋立即反应出：那个类里使用的this指针，那么这个指针就是那个类类型咯。其实事实根本不是这样子的，这里修正对this指针的错误理解：

　　首先，zhancaihua123同学，我在这里重申一点：“this”不是变量，是关键字，意味着this指针并不是哪个真实存在的符号/储存空间。所以，this指针没有C++语言范畴里的变量类型。所以我曾说的“子类disp函数的this指针是son*类型”这个说法是错的。this指针即不能说是son*类型也不能说是"father"类型。

　　当然，可能不少同学因此反驳，我在IDE里敲入“this->”后会自动弹出类的成员变量啊，怎么就说this没有类型呢？确实，this指针多多少少跟所在类的类型有关。因此，我也对this指针使用“类型”一词，但是这里“类型”包含下面的两层含义：

1. 起始地址（严格来说应该是0偏移地址）。
2. 涵盖范围/寻址范围。

　　因为在机器层面，变量（其实压根就没有什么变量，该叫操作数）除了整型、浮点型之分外，是没有类型的，更没有类成员一说，只有寻址。据此，再进一步说明之前先介绍两个基本常识：（一下全部在X86-64机器VC++编译器范围类讨论）

======================================基本常识分界线=====================================

基本常识1：

类成员是如何访问的？（注：没有特别说明，都不包括静态成员）

　　当C++被编译成二进制代码后，不考虑什么导出符号、未定义符号之类的，什么变量名就统统消失，那么要访问这些变量，就得通过机器层面的方式：如以某个地址作为标准/基准（起始地址），通过距离这个基准一定量来定位要访问的变量。对于类成员来说，一般是对象首地址+偏移。比如以下这个类：

class A
{
    int a;
    int b;
    virtual void F();
}

他的一个对象aa在内存中的分布如下：（为什么起始地址为F0H？没有为什么，随便定的）

那么假设对象aa的首地址（F0H）保存在寄存器rax中，那么成员a的访问方式为：

rax+8h

同理，成员b的访问方式：

rax+Ch

 

基本常识2：

什么是继承？

比如如下定义：

struct IA
{
    int a;
    virtual void F();
    void FF();
};
struct B
{
    int b;
    virtual void G()=0;
};
class Derived:public B,public IA
{
    public:
    int d;
    virtual void F();
    void FF();
    virtual void G();
};

那么假设有Derived d，d对象的内存分布图如下：

好了，简介完两个基本常识，开始讲this指针的“类型”。

========================================this指针的类型=================================

this指针跟不少人想象的不一样，它的类型由被调用函数决定。它的类型遵循着这两点规则：（途中打勾为首地址。）

1.对于非虚函数，this指针的基准地址为函数定义所在层级对象的首地址，范围为该层级对象始末。

如：IA::FF();

this指针类型是以D0H为首地址，范围是从首地址开始到DFH为止。（其实里面有内存空洞，我们不去纠结这个）

Derived::FF();

this指针类型是C0H为首地址，范围是从首地址到E8H为止。

2.对于虚函数，this指针的基准地址为函数首先声明者的首地址，范围为实现者的始末。

如：IA::F();

其this指针类型是以D0H为首地址，范围是从首地址开始到DFH为止。

Derived::F();

其this指针类型是以D0H为首地址，范围是从C0H到E8H为止。

那么当有IA* a=new Derived();后，

a->F();便是这么访问b成员的了。假设首地址D0H保存在寄存器rax里，

rax-8

========================================结案陈词======================================

好了，这里可以最后总结回答原问题三及其新问的“如果用对象指针调用函数，那么到底是指针传递给this还是&object传递给this？”

之所以有 zhancaihua123同学所疑惑的“this指针到底是father*还是son*”，秘密就在这里。之所以觉得它像是father*，是因为形如IA* a=new Derived();a所存放的地址是D0H，通过a所能直接访问的范围限于上面的橙色区域，并且当调用F()时，所传的地址、this指针的值就是a的值D0H。而又觉得它是son*，是因为在F()内部，通过this指针可以访问的范围值整个子类对象。于是乎就让人觉得有父类指针隐式转换为子类指针之嫌。

顺便解答了 zhancaihua123同学第二个问题，就是传给this指针的肯定是a的值即对象指针的值。

=========================================鸣谢========================================

有人说，提出好的问题，等于解决了问题的一半。有些问题，我们没留意到，没认真想过，所以通常都是想当然。正是 zhancaihua123同学所发问，引起我的思考，才去写代码检验自己的想法。所以，最该感谢的，就是提出问题的zhancaihua123同学。