C++从入门到起飞之——this指针 全方位剖析!

秋风起,再归来~ 2024-07-23 14:35:01 阅读 51

 

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                                                                                           C++从入门到起飞                         

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目录

1、this指针

2、C++和C语⾔实现Stack对⽐

C实现Stack代码

C++实现Stack代码

3.完结散花


1、this指针

<code>class Data

{

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,并没有开空间

int _year;

int _month;

int _day;

};

• 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;

class Data

{

public:

void Init(int year, int month, int day)

{

this->_year = year;

this->_month = month;

this->_day = day;

}

void Print()

{

cout << this->_year << "/" << this->_month << "/" << this->_day << endl;

}

private:

//这里只是声明,并没有开空间

int _year;

int _month;

int _day;

};

• 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。

1.下⾯程序编译运⾏结果是()

A、编译报错  B、运⾏崩溃 C、正常运⾏

<code>class A

{

public:

void Print()

{

cout << "A::Print()" << endl;

}

private:

int _a;

};

int main()

{

A* p = nullptr;

p->Print();

return 0;

}

 答案是正常运行,原因就在于我们对类类型进行操作(p->Print)时并不是对指针本身进行解引用操作,而是通过传参调用Print函数,我们只是传了空指针,并没有对空指针进行任何访问,所以程序不会报错。

2.下⾯程序编译运⾏结果是()

A、编译报错  B、运⾏崩溃  C、正常运⾏ 

<code>class A

{

public:

void Print()

{

cout << "A::Print()" << endl;

cout << _a << endl;

}

private:

int _a;

};

int main()

{

A* p = nullptr;

p->Print();

return 0;

}

我们看到程序并没有正常结束,所以答案是运行崩溃,原因在于函数调用时没有问题,但我们在函数执行期间对空指针进行了解引用(非法访问)

 而对于空指针的访问只有在运行时才会发生,而编译器在编译阶段时不会发现的,所以不是编译错误,而是运行时崩溃。

3.this指针存在内存哪个区域的()

A. 栈  B.堆  C.静态区  D.常量区  E.对象⾥⾯

答案是A!

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(call stack frame)的局部变量区,通常称为栈空间(Stack),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用。记住,`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。

2、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

<code>#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);

// 满了, 扩容

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

• 在我们这个C++⼊⻔阶段实现的Stack看起来变了很多,但是实质上变化不⼤。等着我们后⾯看STL 中的⽤适配器实现的Stack,⼤家再感受C++的魅⼒。

3.完结散花

好了,这期的分享到这里就结束了~

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我们下期不见不散~~

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