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如何理解类中的this指针

2010-09-07

在类的定义过程中,经常会使用到this关键字,那么我们来理解一下this指针在类定义中的作用。

this只能在成员函数中使用

全局函数、静态函数都不能使用this。实际上,成员函数默认第一个参数为T* const this。如:

class A
{
	public:
    int func(int p) {}
};

其中,func的原型在编译器看来应该是:

int func(A* const this, int p);

this在成员函数的开始前构造,在成员的结束后清除

这个生命周期同任何一个函数的参数是一样的,没有任何区别。

当调用一个类的成员函数时,编译器将类的指针作为函数的this参数传递进去。如:

A a;
a.func(10);

此处,编译器将会编译成:

A::func(&a, 10);

看起来和静态函数没差别,对吗?不过,区别还是有的。编译器通常会对this指针做一些优化,因此,this指针的传递效率比较高——如VC通常是通过ecx寄存器传递this参数的。

几个this指针的易混问题

  • this指针是什么时候创建的?
  • this在成员函数的开始执行前构造,在成员的执行结束后清除。

    但是如果class或者struct里面没有方法的话,它们是没有构造函数的,只能当做C的struct使用。采用TYPE xx的方式定义的话,在栈里分配内存,这时候this指针的值就是这块内存的地址。采用new方式创建对象的话,在堆里分配内存,new操作符通过eax返回分配的地址,然后设置给指针变量。之后去调用构造函数(如果有构造函数的话),这时将这个内存块的地址传给ecx,之后构造函数里面怎么处理请看上面的回答。

  • this指针存放在何处?堆、栈、全局变量,还是其他?
  • this指针会因编译器不同而有不同的放置位置。可能是栈,也可能是寄存器,甚至全局变量。在汇编级别里面,一个值只会以3种形式出现:立即数、寄存器值和内存变量值。不是存放在寄存器就是存放在内存中,它们并不是和高级语言变量对应的。

  • this指针是如何传递给类中的函数的?绑定?还是在函数参数的首参数就是this指针?那么,this指针又是如何找到“类实例后函数”的?
  • 大多数编译器通过ecx寄存器传递this指针。事实上,这也是一个潜规则。一般来说,不同编译器都会遵从一致的传参规则,否则不同编译器产生的obj就无法匹配了。

    在call之前,编译器会把对应的对象地址放在eax中。this是通过函数参数的首参数来传递的。this指针在调用之前生成,至于“类实例后函数”,没有这个说法。类在实例化时,值分配类中的变量空间,并没有为函数分配空间。自从类的函数定义完成后,它就在那儿,不会跑的。

  • this指针是如何访问类中的变量的?
  • 如果不是类,而是结构的话,那么,如何通过结构指针来访问结构中的变量呢?如果你明白这一点的话,就很容易理解这个问题了。

    在C++中,类和结构是只有一个区别的:类的成员默认是private,而结构是public。

    this是类的指针,如果换成结构,那this就是结构的指针了。

  • 我们只有获得一个对象后,才能通过对象使用this指针。如果我们知道一个对象this指针的位置,可以直接使用吗?
  • this指针只有在成员函数中才有定义。因此,你获得一个对象后,也不能通过对象使用this指针。所以,我们无法知道一个对象的this指针的位置(只有在成员函数里才有this指针的位置)。当然,在成员函数里,你是可以知道this指针的位置的(可以通过&this获得),也可以直接使用它。

  • 每个类编译后,是否创建一个类中函数表保存函数指针,以便用来调用函数?
  • 普通的类函数(不论是成员函数,还是静态函数)都不会创建一个函数表来保存函数指针。只有虚函数才会被放到函数表中。

    但是,即使是虚函数,如果编译器能明确知道调用的是哪个函数,编译器就不会通过函数表中的指针来间接调用,而是会直接调用该函数。

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