C++面向对象-9-对象模型和this指针

秒速五厘米 2023-07-01 11:54 23阅读 0赞

本篇来学习对象模型和this指针，对象模型主要是了解对象的存储模型。在C++中，类内的成员变量和成员函数是分开存储的，只有非静态成员变量才是属于类的对象上，其他都和类存在不同内存区域。

**1.一个类的空对象占用内存是多大字节**

这里我们先写一个代码，通过sizeof()函数来打印一个空的类对象占用内存是多少字节。

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
    
    
    };
    
    void test01()
    {
        Person p;
        cout << "空对象P所占内存大小为：" << sizeof(p) << endl;
    }
    
    int main()
    {
        test01();
       
        system("pause");
        return 0;
    }

上面定义了一个Person类，没有写成员变量和成员方法。然后直接初始化一个对象p，那么我们问题就来了，这么一个空的类对象所占用的内存大小是多少？我们可以能会猜测1 或者 0 或者 4等。

![20200121162742343.png][]

因为C++编译器会给每一个空对象分配一个空间，是为了区分位置，每一个对象都有独一无二内存空间，这个空间大小就是1字节。

**2.一个类只定义一个int类型的变量的内存大小**

在上面代码基础之上，添加非静态成员变量 int m\_A, 看看这个类对象所占的内存是多少。

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
        int m_A;
    
    };
    
    void test01()
    {
        Person p;
        cout << "空对象P所占内存大小为：" << sizeof(p) << endl;
    }
    
    int main()
    {
        test01();
       
        system("pause");
        return 0;
    }

![20200121165948474.png][]

运行结果就是4字节，因为C++编译器检测到这个类里面定义了一个int类型的变量，所以这个类对象所占内存就是4字节。这个结果，侧面证明了非静态成员对象是属于这个类对象上的。

**3.静态成员变量不属于类对象上**

通过下面代码的例子，创建一个静态成员变量，并在类外进行初始化，看看这个对象p的内存是多少。

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
        int m_A;
        static int m_B;
    
    };
    
    int Person::m_B = 100;
    
    void test01()
    {
        Person p;
        cout << "对象P所占内存大小为：" << sizeof(p) << endl;
    }
    
    int main()
    {
        test01();
       
        system("pause");
        return 0;
    }

运行之后

![202001211705267.png][]

这个结果还是4字节，说明静态成员变量m\_B就不在对象p上，证明了静态成员变量和非静态成员变量是存储在不同区域。

**4.静态成员函数和非静态成员函数也不在类对象上**

接下来，我们来证明一个类的非静态成员函数也不属于类上存储。

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
        int m_A;
        static int m_B;
    
        void func()
        {
            
        }
    };
    
    int Person::m_B = 100;
    
    void test01()
    {
        Person p;
        cout << "对象P所占内存大小为：" << sizeof(p) << endl;
    }
    
    int main()
    {
        test01();
       
        system("pause");
        return 0;
    }

运行得到

![2020012117110839.png][]

运行结果依然是4个字节，说明非静态成员函数也不属于类对象上。其实不管非静态函数还是静态函数都不属于类对象上存储。下面新添加一个静态成员函数，再次运行代码看看对象p的内存大小。

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
        int m_A;
        static int m_B;
    
        void func()
        {
    
        }
    
        static void func2()
        {
            
        }
    };
    
    int Person::m_B = 100;
    
    void test01()
    {
        Person p;
        cout << "对象P所占内存大小为：" << sizeof(p) << endl;
    }
    
    int main()
    {
        test01();
       
        system("pause");
        return 0;
    }

![20200121171323671.png][]

结论：不管静态成员函数还是非静态成员函数，都不在类对象上存储。那边C++是如何区分不同类对象下调用同一个函数的呢，接下来就要学习this指针来回答这个问题。

**5.this指针**

C++通过this指针来区分很多对象调用同一个函数。this指针指向被调用的成员函数所属的对象，this指针是隐含每一个非静态成员函数的一种指针，this指针不需要定义，直接使用即可。

this指针的作用

1.  当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分。
2.  在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return \*this

先用一段代码来描述this指针区分形参和成员变量同名的问题。

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
    
    public:
    	
    	int age;
    
    	Person(int age)
    	{
    		age = age;
    	}
    
    };
    
    
    void test01()
    {
    	Person p(18);
    	cout << "p的年龄为：" << p.age << endl;
    
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

运行代码后

![20200123220114444.png][]

根据我们前面学习的知识，难道这里不是调用有参构造，年龄输出18吗？为什么输出这个。

问题就出在这个有参构造，age = age，这个时候类的变量和函数的形式参数名一样，造成C++认为这两个age是一样，并没有把类变量赋值成功。为了解决这个问题，我们可以在定义类变量的时候加上m\_age 或者Age，这样来区分。第二种办法，就是使用this指针，下面来看看this指针的代码。

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
    
    public:
    	
    	int age;
    
    	Person(int age)
    	{
    		this->age = age;
    	}
    
    };
    
    
    void test01()
    {
    	Person p(18);
    	cout << "p的年龄为：" << p.age << endl;
    
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

this是一个指针，所以这里是this->来表示。这个时候this表示当前这个被调用函数的所属的对象，也就是代码中的p对象，这句话的理解很关键，上面用红色字体标注出来。

使用return \*this返回对象本身

有时候我们需要返回对象本身，特别是一些在链式编程的语法上。来看看下面代码。

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
    
    public:
    	
    	int age;
    
    	Person(int age)
    	{
    		this->age = age;
    	}
    
    	//解引用的方式做一个返回
    	Person& personAddAge(Person &p)
    	{
    		this->age += p.age;
    		return *this;
    	}
    
    };
    
    void test01()
    {
    	Person p1(10);
    	Person p2(10);
    
    	p2.personAddAge(p1).personAddAge(p1).personAddAge(p1);
    	cout << "p2的年龄为：" << p2.age << endl;
    
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

运行结果就是40，这个不断后面调用方法就是链式编程的特点。注意上面返回的是一个解引用，并不是一个值，如果代码修改返回值，运行结果是什么呢？

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
    
    public:
    	
    	int age;
    
    	Person(int age)
    	{
    		this->age = age;
    	}
    
    	//返回值
    	Person personAddAge(Person &p)
    	{
    		this->age += p.age;
    		return *this;
    	}
    
    };
    
    void test01()
    {
    	Person p1(10);
    	Person p2(10);
    
    	p2.personAddAge(p1).personAddAge(p1).personAddAge(p1);
    	cout << "p2的年龄为：" << p2.age << endl;
    
    }
    
    int main()
    {
        test01();
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

运行结果是20，也就是调用PersopnAddAge一次的效果。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTE1NDE5NDY_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

第一次调用，age=20,这个时候需要返回p2的一个值，这个值和p2不是同一个，如果是引用就是同一个，值就是调用拷贝构造函数，新的对象默认age等于0，所以后面执行多次还是等于20.

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