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C++类和对象_02----对象模型和this指针

目录

  • C++对象模型和this指针
    • 1、成员变量和成员函数分开存储
      • 1.1、空类大小
      • 1.2、非空类大小
      • 1.3、结论
    • 2、this指针概念
      • 2.1、解决名称冲突
      • 2.2、在类的非静态成员函数中返回对象本身,可使用return *this
      • 2.3、拷贝构造函数返回值为引用的时候,可进行链式编程
    • 3、空指针访问成员函数
      • 3.1、访问ShowClassName()成员函数
      • 3.2、访问ShowPeopleAge()成员函数
    • 4、const修饰成员函数
      • 4.1、常函数
        • 4.1.1、 常函数本质是对this指针的修改
        • 4.1.2、成员属性声明时加关键字mutable后,可在常函数中修改
      • 4.2、常对象

C++对象模型和this指针

1、成员变量和成员函数分开存储

在C++中,类内的成员变量和成员函数分开存储
只有非静态成员变量才属于类的对象上

1.1、空类大小

class MyPeople
{
};
void Class_Func_Constructor_Member()
{MyPeople p1;cout << "空对象占用的内存空间为: " << sizeof(p1) << " 字节"<< endl;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

C++ 会为每个空对象分配一个字节的内存空间,是为了区分空对象占内存的位置。每个空对象都有一个独一无二的地址

1.2、非空类大小

class MyPeople07
{
public:int m_a;//非静态成员变量,属于类的对象上,计算类对象大小时需要计算static int m_b;//静态成员变量,不属于类的对象上,计算类对象大小时不需要计算void func()  //非静态成员函数,不属于类的对象上 ,计算类对象大小时不需要计算{}static void func2()  //静态成员函数,不属于类的对象上 ,计算类对象大小时不需要计算{}};
void Class_Func_Constructor_Member()
{MyPeople07 p2;cout << "非空对象占用的内存空间为: " << sizeof(p2) << " 字节" << endl;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

1.3、结论

由此可知,在类中,只有非静态成员变量才属于类的对象上,在计算类对象大小时,只需要考虑非静态成员变量的种类和个数。

2、this指针概念

在C++中成员变量和成员函数是分开存储的。每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例,也就是说多个同类型的对象会共用一块代码

问题:这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢?
c++通过提供特殊的对象指针,this指针,解决上述问题。
(1)this指针指向被调用的成员函数所属的对象
(2)this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针
(3)this指针不需要定义,直接使用即可

this指针的用途:
(1)当形参和成员变量同名时,可用this指针来区分。解决名称冲突
(2)在类的非静态成员函数中返回对象本身,可使用return

2.1、解决名称冲突

当形参和成员变量同名时,可用this指针来区分
this指针 指向 被调用的成员函数 所属的对象

class MyPeople08
{
public:MyPeople08(int age){this->age = age;}int age;
};
void Class_Func_Constructor_this_ptr()
{//解决名称冲突MyPeople08 p1(10);cout << "p1 AGE : " << p1.age << endl;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

2.2、在类的非静态成员函数中返回对象本身,可使用return *this

class MyPeople09
{
public:MyPeople09(int age){this->age = age;}MyPeople09& PeopleAddAge(MyPeople09 &p){this->age += p.age;return *this; //this 是指向对象的指针,*this就是对象本身}int age;
};
void Class_Func_Constructor_this_ptr()
{//返回对象本身用 *thisMyPeople09 p1(10);cout << "p1 AGE : " << p1.age << endl;MyPeople09 p2;p2.PeopleAddAge(p1);cout << "p2 AGE : " << p2.age << endl;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

2.3、拷贝构造函数返回值为引用的时候,可进行链式编程

class MyPeople08
{
public:MyPeople08(int age){this->age = age;}MyPeople08& PeopleAddAge(MyPeople08 &p){this->age += p.age;return *this;}int age;
};
void Class_Func_Constructor_this_ptr()
{MyPeople08 p1(10);cout << "p1 AGE : " << p1.age << endl;MyPeople08 p2(10);cout << "p2 AGE : " << p2.age << endl;//链式调用p2.PeopleAddAge(p1).PeopleAddAge(p1).PeopleAddAge(p1);cout << "链式调用后 p2 AGE : " << p2.age << endl;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

注意:当拷贝构造函数返回值为类名时,结果如下
在这里插入图片描述

原因:
MyPeople08 对象 作为返回值会触发编译器提供的浅拷贝返回的对象跟原来的对象不是同一块内存
MyPeople08 & 对象 作为返回值,那么接收的变量就是原来对象的一个别名,操纵同一块内存
链式调用目的是 在原数据改变的基础上 递增 ,引用是地址传递 会改变原有的值,不用引用就变成复制操作了

3、空指针访问成员函数

class MyPeople09
{
public:void ShowClassName(){cout << "This is MyPeople09 class !" << endl;}void ShowPeopleAge(){cout << "age = " << this->m_Age << endl;}int m_Age;
};

3.1、访问ShowClassName()成员函数

void Class_Func_Constructor_nullptr_func()
{MyPeople09 *p1 = NULL;p1->ShowClassName();
}

运行结果:
在这里插入图片描述

3.2、访问ShowPeopleAge()成员函数

void Class_Func_Constructor_nullptr_func()
{MyPeople09 *p1 = NULL;p1->ShowPeopleAge();
}

报错!!!
在这里插入图片描述
因为对于传入的指针为NULL函数来说,
其中的 cout << "age = " << m_Age << endl;相当于 cout << "age = " << this->m_Age << endl; 默认会自动加上this指针
此时,调用该函数时,传入的指针为NULL,再通过NULL->m_Age访问,就会出现问题。

修改方式如下:
在传入的指针为NULL函数中增加对空指针的判断即可

 void ShowPeopleAge(){//解决方式:增加对空指针的判断if (this == NULL){return;}cout << "age = " << this->m_Age << endl;}

4、const修饰成员函数

4.1、常函数

成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数

特性:
1、常函数内不可以修改成员属性
2、成员属性声明时加关键字mutable后,在常函数中依然可以修改

4.1.1、 常函数本质是对this指针的修改

this指针的本质是一个 “指针常量”( MyPeople10 * const this ),表示:指针的指向不可修改;
在常函数中,该指针被进一步限定为 : const MyPeople10 * const this 表示:指针的指向不可修改并且指向的内容不能被修改。
此时,如果通过this指针修改成员变量的值,编译器会报错:不可修改的左值。如图:
在这里插入图片描述

4.1.2、成员属性声明时加关键字mutable后,可在常函数中修改

在这里插入图片描述

4.2、常对象

声明对象前加const 称该对象为 常对象

void Class_Func_Constructor_const_func()
{const MyPeople10 p1; 	//在对象前加 const 即为 常对象//p1.m_A = 123;  		//不可修改普通成员变量p1.m_B = 789;        	//mutable特殊变量,在常对象中可以修改值p1.ShowMyPeople10Class();  //常对象只能调用常函数p1.func();  //
}

常对象只能调用常函数
在这里插入图片描述

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