C++基础——对象模型和this指针

1 成员变量和成员函数存储

在C++中，类中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属于类的对象上

#include 

using namespace std;

class Person {
public:
    //非静态成员变量占对象空间
    int mA;
    //静态成员变量不占对象空间
    static int mB;

    //函数也不占对象空间，所有对象共享一个函数实例
    void func() {
        cout << "mA:" << this->mA << endl;
    }

    //静态成员函数也不占对象空间
    static void sfunc() {
    }
};

class Test{};

class Test2 {
private:
    char m_str1[20];
    char m_str2[4];
    int a;
};

int main() {
    cout << sizeof(Person) << endl;
    cout << sizeof(Test) << endl;
    cout << sizeof(Test2) << endl;
    return 0;
}
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非静态成员变量会占用对象空间大小，对象的大小可以使用sizeof函数计算。一个对象的大小就是非静态成员所占内存之和。这里意外的是空类，空类占用一个字节大小。
非静态成员变量属于类，不会占用对象空间大小。
函数不会占用对象空间大小。

2 this指针概念

由于非静态成员函数只有一份函数实例，也只占用一份内存区域。那么是如何区分是哪个对象来调用的呢，就是通过this指针。
当一个对象调用一个非静态函数的时候，存在一个隐藏的this指针，指向被调用的对象。
this指针的作用：

• 当形参和成员变量同名时，可用this指针区分
• 在类的非静态成员函数中返回对象本身时，可以使用this进行返回

class Person
{
public:
    Person(int age)
    {
        //1、当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
        this->age = age;
    }

    Person& PersonAddPerson(Person p)
    {
        this->age += p.age;
        //返回对象本身
        return *this;
    }

    int age;
};

void test01()
{
    Person p1(10);
    cout << "p1.age = " << p1.age << endl;

    Person p2(10);
    p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);
    cout << "p2.age = " << p2.age << endl;
}

int main() {
    test01();
    return 0;
}
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使用*this返回对象本身，因为this是指向对象的指针，使用解引用运算符得到对象本身，并通过引用返回。

3 空指针访问成员函数

C++中空指针也可以调用成员函数，但是也要注意有没有用到this指针，如果使用this指针，需要加以判断保证代码的健壮性。

//空指针访问成员函数
class Person {
public:
    void ShowClassName() {
        cout << "我是Person类!" << endl;
    }

    void ShowPerson() {
        if (this == NULL) {
            return;
        }
        cout << mAge << endl;
    }

public:
    int mAge;
};

void test01()
{
    Person * p = NULL;
    p->ShowClassName(); //空指针，可以调用成员函数
    p->ShowPerson();  //但是如果成员函数中用到了this指针，就不可以了
}

int main() {
    test01();
    return 0;
}
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如果访问了数据，其实使用的是this访问该对象的数据，如果没有对null进行判断，则会导致程序异常终止。

4 const修饰成员函数

常函数：

• 成员函数后加const成为常函数
• 常函数内不可以修改成员属性
• 成员函数声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

常对象：

• 声明对象前加const称该对象为常对象
• 常对象只能调用常函数

#include 

using namespace std;

class Person {
public:
    Person() {
        m_A = 0;
        m_B = 0;
    }

    //this指针的本质是一个指针常量，指针的指向不可修改
    //如果想让指针指向的值也不可以修改，需要声明常函数
    void ShowPerson() const {
        //const Type* const pointer;
        //this = NULL; //不能修改指针的指向 Person* const this;
        //this->m_A = 100; //但是this指针指向的对象的数据是可以修改的

        //const修饰成员函数，表示指针指向的内存空间的数据不能修改，除了mutable修饰的变量
        this->m_B = 100;
    }

    void MyFunc() {
        m_A = 10000;
    }
public:
    int m_A;
    mutable int m_B; //可修改 可变的
};

//const修饰对象  常对象
void test01() {
    const Person person; //常量对象
    cout << person.m_A << endl;
    //person.m_A = 100; //常对象不能修改成员变量的值,但是可以访问
    person.m_B = 100; //但是常对象可以修改mutable修饰成员变量

    //常对象访问成员函数
    person.ShowPerson();
    //person.MyFunc(); //常对象不能调用const的函数
}

int main() {
    test01();
    return 0;
}
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总结：

• 函数后加const成为常函数
• 常函数中不能修改属性的值，原因是this指针
• this指针实质是指针常量，指针指向不能修改，指针指向的值可以修改
• const修饰成为常函数后，相当于this指针变成了指向了常量的指针常量，既不能修改指向，也不能修改指向的值。
• 添加mutable修饰后，常函数中可以修改该属性
• const修饰对象，成为常量对象
• 常对象不能修改属性，但是可以访问属性
• 常对象可以修改mutable修饰的属性
• 常对象只能调用常函数，不能调用非常函数