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this指针和 *this

2024-08-09 06:15:18   219人阅读

        我们都知道，类的成员函数有一个附加的隐形形参，即指向该类对象的this指针，它与调用成员函数的对象绑定在一起。那么，这个this指针究竟是什么样的指针呢？其解引用*this返回的又是怎样的一个对象呢？

首先，我们以《C++ Primer》书中的Screen类为例说明，这个类只是简单声明，有些成员函数的具体实现没有定义。不必关注成员函数的实现，只需要看它的形式即可。



//定义一个名为Screen的类型来表示计算机上的窗口
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Screen
{
public:
	//使用类型别名来简化类
	typedef string::size_type index;
	//构造函数
	Screen(index hght,index wdth,const string &cntnts=""):
	height(hght),width(wdth),cursor(0),contents(cntnts){}
	//返回光标的位置
	index get_cursor() const{return cursor;};
	//增加三个成员函数,返回*this
	Screen& move(index r,index c);//给定两个index值，将光标移至新位置
	Screen& set(char);//将特定字符设置为特定值
	const Screen& display(ostream &os) const;//输出内容
private:
	std::string contents;//窗口内容
	index cursor;//光标当前停留的位置
	index height,width;//窗口的高度和宽度
};
//给定两个index值，将光标移至新位置
Screen& Screen::move(index r,index c)
{
	index row=r*width;
	cursor=row+c;
	return *this;
}
//将特定字符或光标指向的字符设置为特定值
Screen& Screen::set(char c)
{
	contents[cursor]=c;
	return *this;
}
//输出内容
const Screen& Screen::display(ostream &os) const
{
	os<<contents;
	return *this;
}
int main()
{
	//根据屏幕的高度、宽度和内容的值来创建Screen
	Screen myscreen(5,6,"abcde\nfghij\nklmno\pqrst\nuvwxy");
	myscreen.move(4,0).set('#').display(cout);
	cout<<endl;
	return 0;
}

基本概念

  1. const指针——指针本身的值不可修改，只能指向指定位置的对象
    其定义如下:
    int errNumb = 0;
    int *const curErr=&errNumb;//curErr是一个指向int型对象的const指针
    可以改变const指针所指向的值，但不能改变const指针所保存的地址，如下：
    *curErr=1;//curErr所指向的值变为1，即errNumb=1
    ++curErr;//错误，curErr是一个常量，不能改变
    const指针在定义时必须初始化，一经初始化，则指针本身不可再修改，只能指向初始化时的对象。
  2. 指向const对象的指针——只能读取对象，不能利用指针修改对象
    其定义如下：
    const double pi = 3.14;
    const double *cptr = &pi;//cptr是一个指向const对象pi的指针
  3. 常（const）成员函数
    在形参表后用const修饰的成员函数，表示只能读取类的数据成员，不能修改。如上例中的index get_cursor()const{return cursor;};
  4. 常(const)对象
    在定义类对象时用const修饰的对象，常对象只能调用类中的常成员函数，而普通的对象则没有此限制。如下例：
    const Screen herscreen();//herscreen就是一个Screen类型的常对象

this指针

  1. this指针是指向类类型的const指针
    调用成员函数时，隐藏的this指针被初始化为调用成员函数的对象的地址，可以改变this所指向的值，但不能改变this所保存的地址，即this指针只能指向该对象，不能指向别的对象。所以，无论在非const成员函数还是const成员函数中，this首先是一个指向类类型的const指针。在上例中，非const函数Screen& move(index r,index c)的this类型如下：
    Screen *const this
  2. const成员函数中的this指针——指向常（const）对象的const指针
    在普通的非const成员函数中，this的类型就是一个指向类类型的const指针。
    而在const成员函数中，因为不能通过this指针修改类的数据成员，只能读数据成员，故this的类型是一个指向常(const)类对象的const指针。既不能改变this所指向的对象，也不能改变this所保存的地址。在上例中，const成员函数 get_cursor() const的this的类型如下：
    const Screen *constthis

返回*this——返回的是一个对象的引用

  1. 何时返回*this
    当我们需要将一个对象作为整体引用而不是引用对象的一个成员是。最常见的情况就是在这样的函数中返回*this：
    该函数返回对调用该函数的对象的引用。
    如上例中的
    myscreen.move(4,0).set(‘#‘);
    等价于
    myscreen.move(4,0);
    myscreen.set(‘#‘);
  2. 返回的对象引用是什么类型：常对象引用 or not？
    在普通的非const成员函数中，*this返回的普通的对象引用。在上例中，非const成员函数move( )返回的就是一个普通的对象引用：
    <span style="color:#ff0000;">Screen&</span> move(index r,index c)
{
	index row=r*width;
	cursor=row+c;
	<span style="color:#ff0000;">return *this;</span>
}


    而在const成员函数中，*this返回的是常（const）对象引用。在上例中，const成员函数display() const返回的就是一个常（const）对象的引用：
    <span style="color:#ff0000;">const Screen&</span> display(ostream &os) <span style="color:#ff0000;">const</span>
{
	os<<contents;
	<span style="color:#ff0000;">return *this;</span>
}
    注意：
    不能从const成员函数返回指向类对象的普通引用，而应该是const引用。const成员函数只能返回*this作为一个const引用。

    Screen&     display(ostream &os) const; //错误，const成员函数返回的应该是一个const对象引用

    那么返回类型之间的区别又会导致什么结果呢？
    我们知道，常（const）对象只能调用const成员函数，而普通对象既能调用const成员函数，又能调用非const成员函数。所以，我们可以判断以下调用是否正确？
    mysceen.move(4,0).set(‘#‘); //正确，因为非const成员函数move()返回的是普通引用，可以调用一切成员函数
    myscreen.move(4,0).display(cout);//正确
    myscreen.display(cout).set(‘#‘); //错误，因为const成员函数display()返回的常对象引用，只能调用const成员函数，而set.()是非const成员函数

    因此，我们可以确定，返回类型的不同对调用成员函数有了限制。
现在，我们可以做出结论了：
  1. 非const成员函数的this是一个指向类类型的const指针，可以改变this所指向的值，但不能改变this所保存的地址，即不能再指向别的对象。
    const成员函数的this是一个指向常（const）类对象的const指针，既不能改变this所指向的对象的值，也不能改变this所保存的地址。

  2. 非const成员函数的*this返回的是普通引用，可以调用一切成员函数。
    const成员函数的*this返回的是常（const）对象引用，只能调用const成员函数。
上面只是我学习过程中的一些浅显理解，拿出来与大家共享，也希望得到大家的指点。

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