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祥解C++中的this指针

有下面的一个简单的类:

 class CNullPointCall
{
public:
    static void Test1();
    void Test2();
    void Test3(int iTest);
    void Test4();

private:
    static int m_iStatic;
    int m_iTest;
};

int CNullPointCall::m_iStatic = 0;

void CNullPointCall::Test1()
{
    cout << m_iStatic << endl;
}

void CNullPointCall::Test2()
{
    cout << "Very Cool!" << endl;
}

void CNullPointCall::Test3(int iTest)
{
    cout << iTest << endl;
}

void CNullPointCall::Test4()
{
    cout << m_iTest << endl;
}

    那么下面的代码都正确吗?都会输出什么?
 CNullPointCall *pNull = NULL; // 没错,就是给指针赋值为空
pNull->Test1(); // call 1
pNull->Test2(); // call 2
pNull->Test3(13); // call 3
pNull->Test4(); // call 4

    你肯定会很奇怪我为什么这么问。一个值为NULL的指针怎么可以用来调用类的成员函数呢?!可是实事却很让人吃惊:除了call 4那行代码以外,其余3个类成员函数的调用都是成功的,都能正确的输出结果,而且包含这3行代码的程序能非常好的运行。

    经过细心的比较就可以发现,call 4那行代码跟其他3行代码的本质区别:类CNullPointCall的成员函数中用到了this指针。

    对于类成员函数而言,并不是一个对象对应一个单独的成员函数体,而是此类的所有对象共用这个成员函数体。 当程序被编译之后,此成员函数地址即已确定。而成员函数之所以能把属于此类的各个对象的数据区别开, 就是靠这个this指针。函数体内所有对类数据成员的访问, 都会被转化为this->数据成员的方式。

    而一个对象的this指针并不是对象本身的一部分,不会影响sizeof(“对象”)的结果。this作用域是在类内部,当在类的非静态成员函数中访问类的非静态成员的时候,编译器会自动将对象本身的地址作为一个隐含参数传递给函数。也就是说,即使你没有写上this指针,编译器在编译的时候也是加上this的,它作为非静态成员函数的隐含形参,对各成员的访问均通过this进行。

    对于上面的例子来说,this的值也就是pNull的值。也就是说this的值为NULL.而Test1()是静态函数,编译器不会给它传递this指针,所以call 1那行代码可以正确调用(这里相当于CNullPointCall::Test1());对于Test2()和Test3()两个成员函数,虽然编译器会给这两个函数传递this指针,但是它们并没有通过this指针来访问类的成员变量,因此call 2和call 3两行代码可以正确调用;而对于成员函数Test4()要访问类的成员变量,因此要使用this指针,这个时候发现this指针的值为NULL,就会造成程序的崩溃。

    其实,我们可以想象编译器把Test4()转换成如下的形式:

 void CNullPointCall::Test4(CNullPointCall *this)
{
    cout << this->m_iTest << endl;
}
    而把call 4那行代码转换成了下面的形式:
 CNullPointCall::Test4(pNull);

    所以会在通过this指针访问m_iTest的时候造成程序的崩溃。

    下面通过查看上面代码用VC 2005编译后的汇编代码来详细解释一下神奇的this指针。

    上面的C++代码编译生成的汇编代码是下面的形式:

  CNullPointCall *pNull = NULL;
0041171E  mov         dword ptr [pNull],0
    pNull->Test1();
00411725  call        CNullPointCall::Test1 (411069h)
    pNull->Test2();
0041172A  mov         ecx,dword ptr [pNull]
0041172D  call        CNullPointCall::Test2 (4111E0h)
    pNull->Test3(13);
00411732  push        0Dh
00411734  mov         ecx,dword ptr [pNull]
00411737  call        CNullPointCall::Test3 (41105Ah)
    pNull->Test4();
0041173C  mov         ecx,dword ptr [pNull]
0041173F  call        CNullPointCall::Test4 (411032h)

    通过比较静态函数Test1()和其他3个非静态函数调用所生成的的汇编代码可以看出:非静态函数调用之前都会把指向对象的指针pNull(也就是this指针)放到ecx寄存器中(mov ecx,dword ptr [pNull])。这就是this指针的特殊之处。看call 3那行C++代码的汇编代码就可以看到this指针跟一般的函数参数的区别:一般的函数参数是直接压入栈中(push 0Dh),而this指针却被放到了ecx寄存器中。在类的非成员函数中如果要用到类的成员变量,就可以通过访问ecx寄存器来得到指向对象的this指针,然后再通过this指针加上成员变量的偏移量来找到相应的成员变量。

    下面再通过另外一个例子来说明this指针是怎样被传递到成员函数中和如何使用this来访问成员变量的。

    依然是一个很简单的类:

 class CTest
{
public:
    void SetValue();

private:
    int m_iValue1;
    int m_iValue2;
};

void CTest::SetValue()
{
    m_iValue1 = 13;
    m_iValue2 = 13;
}

 

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