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
个人格言:悟已往之不谏,知来者犹可追
克心守己,律己则安!
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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