C++学习基础知识--this指针、静态成员、常量成员函数

1. this指针

在C++类中，this指针是一个指向当前对象的指针。当在类的成员函数中使用this指针时，实际上是在使用当前对象的成员变量和成员函数。C++中的成员函数默认情况下都有一个隐藏的参数this指针，通过该指针可以访问当前对象的成员变量和成员函数。在调用成员函数时，编译器会自动将当前对象的地址作为隐含参数传递给该函数，因此在成员函数内部可以直接通过this指针来访问对象的成员变量和成员函数。

1.1 this指针的使用

当类的成员函数中出现与成员变量同名的局部变量时，需要使用this指针来区分。例如：

class Person{
    private:
        int age;
    public:
        void setAge(int age){
            this->age = age;
        }
};

在上面的代码中，this->age表示当前对象的age成员变量，而age表示setAge函数的局部变量。

2. 静态成员

静态成员属于整个类，而不是某个对象，也就是说，不论创建多少个类的对象，静态成员在内存中只有一份，由该类的所有对象共享。静态成员函数不能访问类的非静态成员，而非静态成员函数可以访问静态成员函数和成员变量。

2.1 静态成员变量的声明和初始化

静态成员变量必须在类外部进行声明和初始化。例如：

class Person{
    private:
        static int count; // 声明静态成员变量
    public:
        static void setCount(int c){
            count = c;
        }
};
int Person::count = 0; // 初始化静态成员变量

在上面的代码中，count是一个静态成员变量，必须在类外进行定义。使用类名加作用域运算符::来定义静态成员变量，并且必须在函数外部进行定义。

2.2 静态成员函数的声明和使用

静态成员函数可以通过类名+作用域运算符::来调用，也可以通过实例对象+作用域运算符::来调用。例如：

class Person{
    private:
        static int count;
    public:
        static void setCount(int c){
            count = c;
        }
        static int getCount(){
            return count;
        }
};
int main(){
    Person::setCount(10); // 使用类名进行调用
    cout << Person::getCount() << endl; // 使用类名进行调用
    Person p;
    p.setCount(20); // 使用实例对象进行调用
    cout << p.getCount() << endl; // 使用实例对象进行调用
    return 0;
}

在上面的代码中，setCount和getCount都是静态成员函数，可以通过类名或实例对象进行访问。静态成员函数不能直接访问非静态成员变量。

3. 常量成员函数

常量成员函数是指在函数声明和定义中，函数参数列表后面加上const关键字的成员函数。常量成员函数没有改变数据成员的权力，因此也称为只读函数或查询函数。

3.1 常量成员函数的声明和定义

常量成员函数被编译器视为不会修改类的成员变量，因此可以被常量对象调用。声明和定义格式如下：

class Person{
    private:
        int age;
    public:
        int getAge() const; // 常量成员函数的声明
};
int Person::getAge() const{ // 常量成员函数的定义
    this->age = 20; // 编译错误，常量成员函数不能修改数据成员
    return this->age;
}

在上面的代码中，getAge函数后面加上了const关键字，表示这是一个常量成员函数，不会修改数据成员。

3.2 常量对象和常量成员函数

常量对象是指被声明为const的对象。常量对象只能调用常量成员函数，不能调用非常量成员函数。

class Person{
    private:
        int age;
    public:
        int getAge() const;
        void setAge(int age);
};
int Person::getAge() const{
    return this->age;
}
void Person::setAge(int age){
    this->age = age;
}
int main(){
    const Person p; // 常量对象
    p.getAge(); // 合法，调用常量成员函数
    p.setAge(20); // 非法，常量对象不能调用非常量成员函数
    return 0;
}

在上面的代码中，常量对象p只能调用常量成员函数getAge，不能调用非常量成员函数setAge。