理解C++中的this指針

在C++中，this指針隱式存在於實例化對象當中。而對對象的取址操作和指針賦值實際上賦值的正是對象的this指針，如：

class A;
class B : public A;
……

B b;
A* pa = &b; // 對象取址賦值給指針

在上面的代碼中，b對象是一個子類對象，所謂的取址&也即是將對象b的this指針的值賦值給一個它的父類指針。當然，本質上來說，對象b的this指針其實就是等於&b，兩者沒有本質區別。這行看似簡單的代碼對於我們理解對象的調用將會有很好的幫助，原因自然涉及到C++具有的一個重要特性：多態。

關於多態的用法和好處不是本文要闡述的內容，凡是涉及到C++面向對象程序設計的項目一般多少要用到多態（不然用純C寫與C++也就沒有太多的區別）。那麼這個this指針到底有什麼用呢？可以簡單看一下以下兩段代碼，比較差別：

#include <iostream>
using namespace std;

class A {
public:
	A(){cout<<"A:"<<this<<endl;}
	virtual void fun() {
		cout << "A's fun()" << endl;
		cout<<this<<endl;
		show();		// 等價於this.show(); 
		A::show();	// 強制執行父類自身的show方法
	}
	virtual void show() {
		cout << "A's show()" << endl;
		cout<<this<<endl;
	}
};

class B: public A {
public:
	B(){cout<<"B:"<<this<<endl;}
	virtual void fun() {
		cout << "B's fun()" << endl;
		cout<<this<<endl;
		A::fun();
	}
	virtual void show() {
		cout << "B's show()" << endl;
		cout<<this<<endl;
	}
};

int main() {
	B bobj;
	A *aptr = &bobj;	// 將子類bobj的this指針賦值給aptr指針。因此在執行時，所有的方法默認都是調用這個子類的this指針！
	aptr->fun();
	system("pause");
}

程序的執行結果是：

上面的程序用到了簡單的多態，只需要注意一點即可：當類存在繼承關係時，this指針指向的永遠是真正實例化的對象地址。這話不太準確也不好理解，從代碼的執行看就非常清晰了：當程序在執行

aptr->fun();

時，系統在子類的show方法中調用了父類的fun方法，並在父類內部執行了一個show方法。那麼這個show方法執行的爲什麼不是父類A中的show方法卻調用了對父類A來說似乎不可見的子類B中的show方法了呢（這話很拗口T T）？原因就在這個this指針！這裏爲了方便大家調試加了很多的輸出語句用於查看對應的this指針值：正是因爲在執行多態的過程中，真正的實例化對象是子類對象，通過this指針訪問成員函數時，由於虛函數的存在所以默認的show()方法等價於this.show()，而我們看到這個this其實是子類的地址，那麼她調用的也就正是子類的show()方法了！那麼如果要強制訪問父類本身的show方法，就需要改爲A::show()。

到了這裏或許已經可以基本理解this指針在多態中的作用。不妨再花點時間看一下下面這個程序，大體結構和前面的程序是一樣的，如果覺得程序有點繞可以將那些輸出this指針的語句刪除：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
	Base():i(1) { 
		cout<<i<<endl;
		cout<<this<<endl;
		f();      // 等價於this.f();但有差異
	}
	virtual void f() { 
		cout<<i<<endl;
		cout<<this<<endl;
		i *= 50; 
	}
	virtual void print() { 
		cout <<i << endl; 
		cout<<this<<endl;
		f();
	}
private:
	int i;
};

class Derived : public Base {
public:
	Derived():i(2) { 
		cout<<i<<endl; 
		cout<<this<<endl;
		f();
	}
	virtual void f() { 
		cout<<i<<endl;
		cout<<this<<endl;
		i*=30; 
	}
private:
	int i;
};
void main()
{
	Derived d;
	Base *p = &d;
	p->print();
	system("pause");
}

程序輸出：

發現this指針確實無論在對象的哪個函數裏執行都是一樣的。但親們注意到沒，在實例化這個子類對象過程中，虛函數f()被多次調用，其中包括在父類的構造函數中被調用。如果單步調試會發現，在父類Base的構造中執行的f()依然是父類自身的f()函數。而按照前面的邏輯，在實例化對象中，this指針是隱式存在的，程序的輸出也驗證了這一點。那麼既然如此f()這個虛函數在子類中又重新實現了（多態），在父類的構造函數中執行f()相當於執行this.f()，這個this其實是子類的對象指針，爲什麼會去執行父類中原本的f()函數呢？這個又涉及到C++面向對象設計中類的初始化順序問題！

在創建對象時，系統需要完成四項工作：
1 構造父類成員對象
2 構造子類成員對象
3 調用父類構造函數
4 調用子類構造函數
這四項工作的時間順序是怎樣的呢？
原則是：先成員後構造函數，先父類構造後子類構造 == 先父類成員，父類構造；再子類成員，子類構造

所以，在這裏父類構造完成前，子類對象還是不完整的！這話不太準確，但試想一下，如果編譯器允許在父類構造的時候直接調用子類重寫的函數f()，這是多麼危險的行爲：萬一你在子類重寫的f()中用到了子類新的數據成員，而根據前面的規則“ 先父類成員，父類構造；再子類成員，子類構造”，這時候子類的成員都還沒實例化出來！所以，可以這麼理解this：如果對象已經實例化完成，那麼this指向的就是你new出來的對象；如果是構造過程中，那麼this就是指當前對象。說到底，this就是一個內存地址而已，對象的實例化和函數調用不過是在這個地址基礎上的一段01代碼而已~