C++ this指针
this 是 C++ 中的一个关键字,也是一个 const 指针,它指向当前对象,通过它可以访问当前对象的所有成员。
所谓当前对象,是指正在使用的对象。例如对于stu.show();
,stu 就是当前对象,this 就指向 stu。
下面是使用 this 的一个完整示例:
#include <iostream> using namespace std; class Student{ public: void setname(char *name); void setage(int age); void setscore(float score); void show(); private: char *name; int age; float score; };
void Student::setname(char *name){ this->name = name; }
void Student::setage(int age){ this->age = age; }
void Student::setscore(float score){ this->score = score; }
void Student::show(){ cout<<this->name<<"的年龄是"<<this->age<<",成绩是"<<this->score<<endl; }
int main(){ Student *pstu = new Student; pstu -> setname("李华"); pstu -> setage(16); pstu -> setscore(96.5); pstu -> show(); return 0; }
运行结果:
李华的年龄是16,成绩是96.5
this 只能用在类的内部,通过 this 可以访问类的所有成员,包括 private、protected、public 属性的。
本例中成员函数的参数和成员变量重名,只能通过 this 区分。以成员函数setname(char *name)
为例,它的形参是name
,和成员变量name
重名,如果写作name = name;
这样的语句,就是给形参name
赋值,而不是给成员变量name
赋值。而写作this->name = name;
后,=
左边的name
就是成员变量,右边的name
就是形参,一目了然。
注意,this 是一个指针,要用->
来访问成员变量或成员函数。
this 虽然用在类的内部,但是只有在对象被创建以后才会给 this 赋值,并且这个赋值的过程是编译器自动完成的,不需要用户干预,用户也不能显式地给 this 赋值。本例中,this 的值和 pstu 的值是相同的。
我们不妨来证明一下,给 Student 类添加一个成员函数printThis()
,专门用来输出 this 的值,如下所示:
void Student::printThis(){ cout<<this<<endl; }
然后在 main() 函数中创建对象并调用 printThis():
Student *pstu1 = new Student; pstu1 -> printThis(); cout<<pstu1<<endl; Student *pstu2 = new Student; pstu2 -> printThis(); cout<<pstu2<<endl;
运行结果:
0x7b17d8
0x7b17d8
0x7b17f0
0x7b17f0
可以发现,this 确实指向了当前对象,而且对于不同的对象,this 的值也不一样。
几点注意:
- this 是 const 指针,它的值是不能被修改的,一切企图修改该指针的操作,如赋值、递增、递减等都是不允许的。
- this 只能在成员函数内部使用,用在其他地方没有意义,也是非法的。
- 只有当对象被创建后 this 才有意义,因此不能在 static 成员函数中使用(后续会讲到 static 成员)。
this 到底是什么
this 实际上是成员函数的一个形参,在调用成员函数时将对象的地址作为实参传递给 this。不过 this 这个形参是隐式的,它并不出现在代码中,而是在编译阶段由编译器默默地将它添加到参数列表中。
this 作为隐式形参,本质上是成员函数的局部变量,所以只能用在成员函数的内部,并且只有在通过对象调用成员函数时才给 this 赋值。
成员函数最终被编译成与对象无关的普通函数,除了成员变量,会丢失所有信息,所以编译时要在成员函数中添加一个额外的参数,把当前对象的首地址传入,以此来关联成员函数和成员变量。这个额外的参数,实际上就是 this,它是成员函数和成员变量关联的桥梁。
当我们调用成员函数时,实际上是替某个对象调用它。
成员函数通过一个名为 this 的额外隐式参数来访问调用它的那个对象,当我们调用一个成员函数时,用请求该函数的对象地址初始化 this。例如,如果调用 total.isbn()则编译器负责把 total 的地址传递给 isbn 的隐式形参 this,可以等价地认为编译器将该调用重写成了以下形式:
//伪代码,用于说明调用成员函数的实际执行过程 Sales_data::isbn(&total)
其中,调用 Sales_data 的 isbn 成员时传入了 total 的地址。
在成员函数内部,我们可以直接使用调用该函数的对象的成员,而无须通过成员访问运算符来做到这一点,因为 this 所指的正是这个对象。任何对类成员的直接访问都被看作是对 this 的隐式引用,也就是说,当 isbn 使用 bookNo 时,它隐式地使用 this 指向的成员,就像我们书写了 this->bookNo 一样。
对于我们来说,this 形参是隐式定义的。实际上,任何自定义名为 this 的参数或变量的行为都是非法的。我们可以在成员函数体内部使用 this,因此尽管没有必要,我们还是能把 isbn 定义成如下形式:
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,我们不允许改变 this 中保存的地址。
this 指针调用成员变量时,堆栈会发生什么变化?
当在类的非静态成员函数访问类的非静态成员时,编译器会自动将对象的地址传给作为隐含参数传递给函数,这个隐含参数就是this指针。即使你并没有写this指针,编译器在链接时也会加上this的,对各成员的访问都是通过this的。例如你建立了类的多个对象时,在调用类的成员函数时,你并不知道具体是哪个对象在调用,此时你可以通过查看 this 指针来查看具体是哪个对象在调用。This 指针首先入栈,然后成员函数的参数从右向左进行入栈,最后函数返回地址入栈。
在成员函数中调用 delete this 会出现什么问题?对象还可以使用吗?
1. 在类对象的内存空间中,只有数据成员和虚函数表指针,并不包含代码内容,类的成员函数单独放在代码段中。在调用成员函数时,隐含传递一个this指针,让成员函数知道当前是哪个对象在调用它。当调用delete this时,类对象的内存空间被释放。在delete this之后进行的其他任何函数调用,只要不涉及到this指针的内容,都能够正常运行。一旦涉及到this指针,如操作数据成员,调用虚函数等,就会出现不可预期的问题。
2. 为什么是不可预期的问题?
delete this 之后不是释放了类对象的内存空间了么,那么这段内存应该已经还给系统,不再属于这个进程。照这个逻辑来看,应该发生指针错误,无访问权限之类的令系统崩溃的问题才对啊?这个问题牵涉到操作系统的内存管理策略。delete this释放了类对象的内存空间,但是内存空间却并不是马上被回收到系统中,可能是缓冲或者其他什么原因,导致这段内存空间暂时并没有被系统收回。此时这段内存是可以访问的,你可以加上100,加上200,但是其中的值却是不确定的。当你获取数据成员,可能得到的是一串很长的未初始化的随机数;访问虚函数表,指针无效的可能性非常高,造成系统崩溃。
3. 如果在类的析构函数中调用delete this,会发生什么?
会导致堆栈溢出。原因很简单,delete的本质是“为将被释放的内存调用一个或多个析构函数,然后,释放内存”。显然,delete this 会去调用本对象的析构函数,而析构函数中又调用delete this,形成无限递归,造成堆栈溢出,系统崩溃。