C++ Primer 學習筆記_49_類與資料抽象

類--隱含的this指標

引言：

    在前面提到過，成員函數具有一個附加的隱含形參，即指向該類對象的一個指標。這個隱含形參命名為this，與調用成員函數的對象綁定在一起。成員函數不能定義this形參，而是有編譯器隱含地定義。成員函數可以顯式的使用this指標，但不是必須這麼做。

1、何時使用this指標

    有一種情況下，我們必須顯式使用this指標：當需要將一個對象作為整體引用而不是引用對象的一個成員時。

    比如在類Screen中定義兩個操作：set和move，可以使得使用者將這些操作的序列串連成一個單獨的運算式：

    myScreen.move(4,0).set('#');    //其等價於    myScreen.move(4.0);    myScreen.set('#');

2、返回*this

    在單個運算式中調用move和 set操作時,每個操作必須返回一個引用,該引用指向執行操作的那個對象:

class Screen{public:    Screen &move(index r,index c);    Screen &set(char);    Screen &set(index,index,char);};

這樣，每個函數都會返回調用自己的那個對象。使用this指標可以用來訪問該對象：

Screen &Screen::set(char c){    contents[cursor] = c;    return *this;}Screen &Screen::move(index r,index c){    index row = r * width;    cursor = row + c;    return *this;}

3、從const成員返回*this

    在普通的非const成員函數中,this的類型是一個指向類類型的const指標。可以改變this所指向的值,但不能改變this所儲存的地址。在const成員函數中,this的類型是一個指向const類類型對象的const指標。既不能改變this所指向的對象,也不能改變this所儲存的地址。

    不能從const成員函數返回指向類對象的普通引用。const成 員函數只能返回*this作為一個 const引用。

    我們可以給Screen類增加一個const成員函數：display操作。如果將display作為 Screen的 const成員,則 display內部的 this指標將是一個constScreen* 型的const。然而：

    myScreen.move(4,0).set('#').display(cout);//OK    myScreen.display().set('*');//Error

問題在於這個運算式是在由display返回的對象上運行set。該對象是const,因為display將其對象作為const返回。我們不能在const對象上調用set。

4、基於const的重載

    為瞭解決以上問題，我們必須定義兩個display操作：一個是const，一個不是const。基於成員函數是否為const，可以重載一個成員函數;同樣的，基於一個指標形參是否指向const，也可以重載一個函數。非const對象可以使用任一成員,但非const版本是一個更好的匹配。

class Screen{public:    //As before    Screen &display(std::ostream &os)    {        do_display(os);        return *this;    }    const Screen &display(std::ostream &os) const    {        do_display(os);        return *this;    }private:    void do_display(std::ostream &os) const    {        os << contents;    }    //As before};

調用：

    Screen myScreen(5,3);    const Screen blank(5,3);    myScreen.set('#').display(cout);    //調用非const版本    blank.display(cout);                //調用const版本

5、可變資料成員

    有時，我們希望類的資料成員（甚至是在const成員函數中）可以修改。這可以通過將它們聲明為mutable來實現。

    可變資料成員永遠都不能為const，甚至當它們是const對象的成員時也如此。因此，const成員函數可以改變mutable成員。

class Screen{public:    //...private:    mutable size_t access_ctr;    //使用access_ctr來跟蹤Screen成員函數的調用頻度    void do_display(std::ostream &os) const    {        ++ access_ctr;      //OK        os << contents;    }};

【建議：用於公用代碼的私人實用函數】

   使用私人實用函數（如前面的do_display）的好處：

    1）一般願望是避免在多個地方編寫同樣的代碼。

    2）display操作預期會隨著類的演變而變得複雜。當涉及到的動作變得更複雜時，只在一處而不是兩處編寫這些動作有更顯著的意義。

    3）很可能我們會希望在開發時給do_display增加調試資訊,這些調試資訊將會在代碼的最終成品版本中去掉。如果只需要改變一個do_display的定義來增加或刪除調試代碼,這樣做將更容易。4）這個額外的函數調用不需要涉及任何開銷。我們使do_display成為內聯的,所以調用do_display與將代碼直接放入display操作的運行時效能應該是相同的。

P379習題12.13

//1. in screen.h#ifndef SCREEN_H_INCLUDED#define SCREEN_H_INCLUDED#include <string>class Screen{public:    typedef std::string::size_type index;    Screen &move(index r,index c);    Screen &set(char);    Screen &set(index,index,char);    char get() const    {        return contents[cursor];    }    char get(index ht,index wd) const;    index get_cursor() const;    Screen &display(std::ostream &os)    {        do_display(os);        return *this;    }    const Screen &display(std::ostream &os) const    {        do_display(os);        return *this;    }    Screen():cursor(0),height(0),width(0){}    Screen(index,index,const std::string &tmp);private:    void do_display(std::ostream &os) const    {        os << contents;    }    std::string contents;    index cursor;    index height,width;};inline char Screen::get(index ht,index wd) const{    index row = width * ht;    return contents[row + wd];}inline Screen::index Screen::get_cursor() const{    return cursor;}#endif // SCREEN_H_INCLUDED

//2. in screen.cpp#include "screen.h"Screen::Screen(index ht,index wd,const std::string &cntnts):height(ht),width(wd),cursor(0),contents(cntnts){}Screen &Screen::set(char c){    contents[cursor] = c;    return *this;}Screen &Screen::set(index ht,index wd,char c){    index row = ht * width;    contents[row + wd] = c;    return *this;}Screen &Screen::move(index r,index c){    index row = r * width;    cursor = row + c;    return *this;}

//3. in main.cpp#include <iostream>#include "screen.h"using namespace std;int main(){    Screen myScreen(5,6,"aaaaa\naaaaa\naaaaa\naaaaa\naaaaa\naaaaa\n");    myScreen.move(4,0).set('#').display(cout);}