《C++面向对象高效编程(第2版)》——2.16 识别成员函数的目标对象

简介:

本节书摘来自异步社区出版社《C++面向对象高效编程(第2版)》一书中的第章,第2.16节,作者: 【美】Kayshav Dattatri,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

2.16 识别成员函数的目标对象

C++面向对象高效编程(第2版)
在编写成员函数(构造函数、析构函数、操作符等)的代码时,如何显式表示调用该成员函数的对象?或者,如果需要,如何显式返回目标对象(target object)的值?在成员函数内部,如何访问调用该成员函数的对象中的数据成员?

这就是this指针发挥作用的地方。类的每个成员函数都有一个特殊的指针——this。这个this指针内含调用成员函数的对象的地址(即this指针总是指向目标对象)。this指针只在成员函数内部有效,this是C++中的关键字。

this指针的类型是“指向成员函数所属类的指针”,也可以说“this的类型是类名”。在成员函数内部,this指针指向调用该成员函数的类实例。

编译器对待成员函数并没有什么特别。实际上,编译器就像实现普通函数那样实现成员函数,但是,它会专门对成员函数进行名称重整(name mangling)以确保其唯一性。每个成员函数接受的第一个参数就是this指针。尽管程序员从未显式声明this指针,但是它一定存在。this指针通常是每个(非静态)成员函数隐含的第一个参数,编译器在每个成员函数的声明中都会插入这个隐含的参数。为了说明这个概念,显式声明this指针如下,Print()成员函数应是:

void TInt::Print(const TInt* this)
{
  cout << "0x" << _mostSignificantPart << ",0x" << _leastSignificantPart;
}```
实际上,this指针的声明在已重整函数名(mangled function name)中可见。因此,TInt::Print应该是:

void Print_3TIntFv(const TInt* this)
{
  cout << "0x" << this->_mostSignificantPart << ", 0x" <<
          this->_leastSignificantPart;
}`
一旦离开成员函数,this名称将不再有效。

hand是否一定要使用this指针来引用目标对象中的成员?

不是所有情况都需要这样做。只有在成员函数使用该类成员(数据成员或成员函数)的非限定(unqualified name)名时,才意味着使用this指针。如果在成员函数内部引用类的成员,编译器会在每条表达式中均插入this指针(如果用户没有这样做)。回顾Print()函数,可以这样改写:

void TInt::Print()
{
 cout << "0x" << this->_mostSignificantPart << ", 0x" <<
     _leastSignificantPart;
}```
`this- >_mostSignificantPart`表达式使用this指针显式访问数据成员`_mostSignificantPart`。`this- >_mostSignificantPart`表达式的意思是:`this`指针指向该对象中的 _`mostSignificantPart`数据成员。this指针只是成员函数的一个参数(但存在一些限制,将在其他地方讨论),可以像使用成员函数的其他参数那样使用this指针。甚至在2.15节的`Print()`实现中(没有显式使用this指针引用成员),编译器也会将_mostSignificantPart表达式自动展开为this- >_mostSignificantPart表达式。

在如下代码段中,

TInt aInt;
aInt.Print();`
对象aInt调用Print()(即向对象aInt发送Print()消息)。在Print()函数中this指针将指向aInt。

由于this是指向对象的指针,因此,如果要使用this指针获得整个对象,我们必须使用操作符对this指针解引用(de-reference)为*this。正如其他指针那样,this内部存放的是对象的地址,this则是该对象的值。

this指针的概念非C++独享。OOP语言在涉及接收消息的对象时,使用不同的名称。如Smalltalk称为Self,Eiffel称之为Current

C++:

现在,把我们的注意力转到TInt类的一些操作符函数上。

 // +操作符的实现
TInt TInt::operator+(const TInt& operand) const
 // TInt 是该操作符函数的返回类型
{
 /*
   用于计算操作数和TInt数之和的代码,TInt数调用+操作符函数,this指针指向TInt 数。该函数计算*this和操作数之和,并将计算结果以新的TInt数返回,未修改*this或操作数(因此用const限定符)。算法如下:
    1.加上 _leastSignificantPart部分并保存进位位元(carry bit)
    2.使用进位位元加上 _mostSignificantPart部分
    3.把(1)和(2)储存在临时TInt数中
    4.按值方式返回临时TInt数
 */
 TInt result = *this; // ① 调用复制构造函数
 unsigned char carry = 0;
  // 加上 _leastSignificant部分并检查进位
 result._leastSignificantPart += operand.GetLeastSignificantPart();
 if ( result._leastSignificantPart < operand.GetLeastSignificantPart() )
  carry = 1;
  // 带进位加上 _mostSignificant
 result._mostSignificantPart += carry + operand.GetMostSignificantPart();
 return (result);
}
 // 构造函数的框架
 TInt::TInt(long msp, unsigned long lsp)
 {
     // 将传递给构造函数的值复制至相应的数据成员中 
   _leastSignificantPart = lsp;
   _mostSignificantPart = msp;
}```
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