[C++] const 成员函数

标题:[C++] this指针 & const 成员函数

@水墨不写bug



正文开始:

目录

(一)Cpp的面向对象编程

(二)this指针

(三)const修饰的成员函数


        在正式讲解const修饰成员函数之前,我们先要深入了解几个概念:

(一)Cpp的面向对象编程

        面向对象编程(Object-Oriented Programming,简称OOP)是一种编程范例,它通过将数据和操作数据的方法封装在一起,组成对象,以实现程序的设计和编写。

在C++中,面向对象编程主要包含以下几个概念和特性:

  1. 类(Class):类是面向对象编程的基础,它是一个抽象数据类型,类似于一个模板。它定义了一组属性(成员变量)和操作(成员函数),用于创建对象。类可以看作是对象的模板。

  2. 对象(Object):对象是类的实例化(模板印出来的模子),它是具体的数据实体,具有类定义的属性和行为。对象可以调用类中定义的成员函数来改变其属性或执行一定的操作。

  3. 封装(Encapsulation):封装是将数据和对数据的操作封装在一起,形成一个通过封装,类隐藏了内部的实现细节,只提供一些公共接口(成员函数)来与外部进行交互,从而实现了数据的保护和控制。

  4. 继承(Inheritance):继承是一种创建新类的机制,它允许一个类(子类)继承另一个类(父类)的属性和行为。子类可以继承父类的公共接口,并可以进行扩展或修改。继承可以有效地复用代码,并形成类的层次结构

  5. 多态(Polymorphism):多态是指不同对象对同一消息(方法)作出不同的响应。通过多态,可以在父类的引用或指针中使用子类的对象,实现动态绑定,提高代码的灵活性和可扩展性。

        通过使用类、对象、封装、继承和多态等特性,面向对象编程可以更好地组织和管理代码,使程序的设计更加清晰和易于维护。

        只讲概念很抽象,下面是一个具体的实例Date类: 


class Date
{
public:

	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date d)
    {
	    out << d._year << " " << d._month << " " << d._day;
	    out << endl;
	    return out;
    }
    
    // 获取某年某月的天数
    inline int GetMonthDay(int year, int month)
    {
	    assert(month >= 1 && month <= 12);
	    static int _month[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	    //如果进入if说明是闰年并且是二月
	    if (month == 2 && ( (year % 4 == 0) && (year % 100 != 0) ) || (year % 400 == 0))
	    {
		    return 29;
	    }
	    else
		    return _month[month];
    }

	// 日期+=天数
	Date& operator+=(int day)
    {
	    if (day < 0)
	    {
	    	(*this) -= (-day);
	    }
	    else
	    {
		    _day += day;
		    while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
		    {
			    _day -= GetMonthDay(_year, _month);
			    ++_month;
			    if (_month == 13)
			    {
				    ++_year;
				    _month = 1;
			    }
		    }
	    }
	    return *this;
    }

	// 前置++
	Date& operator++()
    {
	    *this += 1;
	    return *this;
    }

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

         对于这个类,我们可以实例化对象,并且调用对象的成员函数(具体功能):


int main()
{
	Date d1(2024, 5, 9);
    Date d2(2024,6,6);

	d1.operator++();
	cout << d1;

	return 0;
}

        实例化一个对象d1,我们是直接通过 “d1.函数名” 来调用成员函数的, 我们没有在函数中传递任何参数,但是编译器是如何知道是对d1进行操作,而不是对d2进行操作?

        其实,这就涉及到this指针的问题:

(二)this指针

        C++中通过引入this指针解决该问题,即:C++编译器给每个“非静态的成员函数“增加了一个隐藏的指针参数,让该指针指向当前对象(函数运行时调用该函数的对象),在函数体中所有“成员变量”的操作,都是通过该指针去访问。只不过所有的操作对用户是透明的,即用户不需要来传递,编译器自动完成。

this指针的特性:

        1. this指针的类型:类的类型* const,即成员函数中,this的指向不能被改变。
        2. 只能在“成员函数”的内部使用。
        3. this指针本质上是“成员函数”的形参之一,但是是一个被隐藏了的形参。当对象调用成员函数时,将对象地址作为实参传递给this形参。所以对象中不存储this指针。
        4. this指针是“成员函数”第一个隐含的指针形参,一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传递,不需要用户传递。

 

(三)const修饰的成员函数

        在实现日期类的过程中,我们也许会创建一些只需参照,而不能改变的日期,例如国庆节的日期,暑假的日期等等。

//只读的国庆节日期对象
const Date National_day(2024,10,1);

//只读的暑假日期对象
const Date Summer_vacation(2024,6,20);

但是当我们用这些实例化的对象之后,发现了一些问题:

        一些函数是无法正常调用的!

 

为什么?

        本质是因为权限的放大.导致编译器的函数匹配错误。

        以Date类为例其实,Date类实例化的对象调用的成员函数的this指针的类型是:

Date* const this = ...

        我们创建的const的参照日期对象的类型是:

const Date* const this = ...

        当我们用const修饰的实例化的对象调用普通的成员函数时,由于const修饰的对象是无法修改的,但是传递给普通的成员函数的普通this指针之后,会发现this指针并没有限制*this不能被修改!

 这就是典型的权限的放大问题。解决方法是采用Cpp规定的一个语法:

        解决方法一:在成员函数函数头之后加上一个 “const”;

        普通实例化的对象也可一调用const成员函数,因为经过分析,就会发现其实是权限的缩小。

        解决方法二:再重载一份专门供const对象调用的函数;比较推荐的做法,使写法思路更清晰。

 

总结: 

        将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数,const修饰类成员函数,实际修饰该成员函数,隐含的this指针,表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。


完~

未经作者同意禁止转载 

最近更新

  1. TCP协议是安全的吗?

    2024-05-10 05:32:02       16 阅读
  2. 阿里云服务器执行yum,一直下载docker-ce-stable失败

    2024-05-10 05:32:02       16 阅读
  3. 【Python教程】压缩PDF文件大小

    2024-05-10 05:32:02       15 阅读
  4. 通过文章id递归查询所有评论(xml)

    2024-05-10 05:32:02       18 阅读

热门阅读

  1. 文件上传结合springboot

    2024-05-10 05:32:02       12 阅读
  2. 石家庄河北银行的

    2024-05-10 05:32:02       12 阅读
  3. golang学习

    2024-05-10 05:32:02       11 阅读
  4. 有关while((c=getchar())!=\n)和while((ch=getchar()!=EOF))

    2024-05-10 05:32:02       10 阅读
  5. 令牌桶和漏桶算法的区别

    2024-05-10 05:32:02       13 阅读
  6. 双网口扩展IO支持8DO输出

    2024-05-10 05:32:02       12 阅读
  7. .Net WinFrom中DataGridView控件的熟练学习

    2024-05-10 05:32:02       10 阅读
  8. Go中json的解析和反解析

    2024-05-10 05:32:02       8 阅读
  9. 【Android】EventBus收不到消息的一种情况

    2024-05-10 05:32:02       11 阅读
  10. 深入理解nginx中的signal处理机制

    2024-05-10 05:32:02       11 阅读
  11. 等保测评—Linux核查指令3

    2024-05-10 05:32:02       11 阅读