理解 C++ 的 this 指针
1. 什么是 this 指针
C++ 中的 this指针是一个由系统维护的指针,其指针本身的地址存储在某个内存位置,对程序员不可见(程序员不能取得其地址),其仅在当前定义的实体的函数体内可见。
当任何外部函数调用实体的函数时,系统会将该实体的地址存入this指针,进入函数后就可以通过该this指针访问实体的成员(数据和函数)。
2. 例释 this 指针(以windows 64位平台为例)
为了简单起见,我们定义一个结构体并定义一个函数,使用默认构造函数:
struct DataEntity
{
__int64 m = 10;
__int64 n = 20;
__int64 Add()
{
return m + n;
}
};
调用代码:
DataEntity data;
__int64 total = data.Add();
实现分析(汇编代码):下面通过其生成的汇编代码来分析其实现过程。
(1) 调用构造函数
DataEntity data;
00007FF689FF5073 lea rcx,[data] ;将实体的地址存入寄存器 rcx (调用构造函数传参用)
00007FF689FF5078 call DataEntity::DataEntity (07FF689E76F55h) ;调用构造函数
下面进入构造函数:
DataEntity::DataEntity(void):
00007FF7946A13F0 mov qword ptr [this],rcx ;将实体地址存入this指针
;在每一个生成函数中,都会在进行正式操作前插入这样一段代码,先将实体地址存入this指针,
;以便程序员后续利用 this指针操作该对象的成员。
00007FF7946A13F5 mov rax,qword ptr [this] ;取得this存储的对象地址
00007FF7946A13FA mov qword ptr [rax],0Ah ; 将 10 送入 m ,因为此时寄存器 rax
;存放的是实体的首地址,其首地址就是 m 的地址。
00007FF7946A1401 mov rax,qword ptr [this] ;再取this存储的对象地址存入寄存器 rax
00007FF7946A1406 mov qword ptr [rax+8],14h ;地址+8正好是n的内存位置,将20送入
;n 的地址指向的内存
00007FF7946A140E mov rax,qword ptr [this] ; 将 this 指针送入寄存器 rax 以备使用
00007FF7946A1413 ret ; 操作完成,函数返回
注意:该 this 指针在函数调用期间保持不变。
(2) 调用自定义函数
__int64 total = data.Add();
00007FF79481507D lea rcx,[data] ;将实体的地址存入寄存器 rcx (调用构造函数传参用)
00007FF794815082 call DataEntity::Add (07FF794696F64h) ;调用函数
00007FF794815087 mov qword ptr [total],rax ;从rax取出计算结果送入total 内存。
进行被调函数内部流程:
__int64 Add()
{
00007FF7946A12F0 mov qword ptr [this],rcx ; 取出实体地址存入 this
return m + n;
00007FF7946A12F5 mov rax,qword ptr [this] ;得取this
00007FF7946A12FA mov rax,qword ptr [rax] ; m 值送入寄存器 rax
00007FF7946A12FD mov rcx,qword ptr [this] ;得取this
00007FF7946A1302 add rax,qword ptr [rcx+8] ;rcx+8=n的地址,将n加到rax(m)
}
00007FF7946A1306 ret ;函数返回,寄存器rax的值即为计算结果,上述标红的部分即从rax取
;出结果,在 Windows X64 加构下,约定使用 rax 传递返回值。