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c++中this指针指向什么_c++类成员函数原理【详解】

穿越時空

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发布时间:2026-02-03 14:11:44

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来源于php中文网

原创

this指针指向调用该函数的具体对象的首地址,即对象在内存中的起始位置;它不是类定义地址、虚表地址或成员变量偏移起点,而是在非静态成员函数中隐式传入的右值指针。

c++中this指针指向什么_c++类成员函数原理【详解】

this 指针到底指向哪个对象

在非静态成员函数内部,this 是一个隐式传入的指针,它指向**调用该函数的那个具体对象的首地址**——也就是对象在内存中的起始位置。不是类定义的位置,也不是虚表地址,更不是成员变量的偏移起点。

常见误解是认为 this 指向“第一个成员变量”,其实它指向的是整个对象的起始地址;而第一个成员变量恰好通常(但不绝对)位于对象内存布局的开头,所以常被误认为等价。但如果类有虚函数、继承或对齐填充,this 仍指向对象头,第一个成员变量可能有偏移。

  • 普通对象:如 MyClass obj;,调用 obj.func() 时,this == &obj
  • 动态分配对象:如 MyClass* p = new MyClass;,调用 p->func() 时,this == p
  • const 成员函数中:this 类型是 const MyClass*,编译器自动加 const 限定
  • 不能在静态成员函数中使用 this —— 编译报错:error: 'this' is unavailable in static member functions

成员函数是怎么被调用的(底层视角)

C++ 编译器把每个非静态成员函数都悄悄改写成带一个额外 this 参数的普通函数。比如:

class A {
public:
    int x;
    void set(int v) { x = v; }
};

实际等价于(概念上):

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

void A_set(A* this, int v) {
    this->x = v; // 这里 this->x 就是 *(this + offsetof(A, x))
}

调用 a.set(42) 就变成 A_set(&a, 42)。这个转换由编译器完成,你写代码时完全感知不到,但它是理解 this 行为的基础。

  • 所有成员访问(member->member(*ptr).member)最终都通过 this + 偏移计算实现
  • 虚函数调用会多一次间接跳转:先取 this 所指对象的虚表指针(通常在对象开头),再查表跳转
  • 内联函数、模板实例化不影响 this 的传递逻辑,只是调用方式可能被优化掉

为什么不能把 this 当作普通指针随意赋值或取地址再解引用

this 是右值(rvalue),它是一个临时生成的、不可修改的指针表达式。你不能对它做 this = nullptr,也不能写 &this(取地址操作符作用于右值非法)。

典型错误:

void func() {
    this = nullptr;        // ❌ error: assignment to 'this' is not allowed
    auto p = &this;        // ❌ error: taking address of temporary
    auto q = this + 1;     // ✅ 合法,但结果通常越界(除非你知道对象布局且故意搞指针算术)
}
  • this 不是变量,是表达式,类似 nullptr 或字面量 42,只是类型为 T*
  • 想“替换当前对象”?C++ 不支持运行时重绑定 this;要用移动赋值、placement new 或重新构造对象
  • 调试时打印 this 地址(如 printf("%p", (void*)this))是安全的,但别试图把它存成全局指针长期持有——对象生命周期一结束就悬空

多重继承下 this 指针可能“变来变去”

当类从多个基类继承,且基类间无直接关系时,派生类对象内存布局中各基类子对象不一定共享起始地址。此时,this 在不同成员函数中(尤其是来自不同基类的函数)可能指向不同偏移位置。

例如:

struct A { int a; };
struct B { int b; };
struct C : A, B { int c; };

C c;&cstatic_cast(&c) 相同,但 static_cast(&c) 会加上 sizeof(A) 偏移。如果 B 有个虚函数,那 B* 还可能因虚表指针插入而进一步偏移。

  • C::func() 中,this 类型是 C*,值等于 &c
  • B::do_something()(被 C 继承)中,this 类型是 B*,值是 &c + sizeof(A)(假设无虚表干扰)
  • 这种差异由编译器在函数入口自动调整,你写的代码里看不见,但 ABI 层面真实存在
  • 跨继承链转型(如 static_cast(ptr_to_C))不是零成本,可能含整数加减;dynamic_cast 还要查虚表

这种偏移和类型转换的隐式性,正是 this 最容易被低估的复杂点——它看似简单,实则深度绑定在对象模型、ABI 和编译器实现细节里。

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