C++相关概念和易错语法（3）（类的声明和定义、空指针分析、this指针）

1.类的声明和定义

注意类的声明和定义分离的时候，在定义处要使用域作用限定符，否则函数声明链接时的定位不到函数的定义。

这些成员变量、函数的作用于这个类域，将功能集成在一起，这体现出封装的思想。

在区分类的定义和声明时，主要看有没有开辟空间

在.h文件中，成员变量和成员函数都算作声明，只有在创建这个类的时候，才会为成员变量创建空间。但是，成员函数并不会被拷贝。这样可以防止空间的浪费。

为形象理解，可以将类的声明视为图纸，这个图纸可以实例出多个对象。

因此在计算对象的大小时，只会计算成员变量的大小，同时满足和结构体一样的对齐操作，当然你也可以用#pragma pack(1)来设置默认对齐数。

注意这是64位平台测试，指针的大小是8个字节。

我们可以将成员函数视为类的公共区域，每个成员调用成员函数都是直接到类里面来找。注意刚刚的描述是便于形象理解成员函数的调用，和访问限定符（protected、struct默认公有public，class默认私有private，只要不写public都是私有）不同，不要混淆。

2.因空指针导致的程序崩溃

解释下面代码为什么不报编译错误：

我们需要通过编译的过程来解释这一现象：

预处理是将所有的宏和头文件展开，生成的文件我们仍然能读懂。

编译是检查语法错误，语义是否能被正确解读。在这里，nullptr的使用并没有导致语法的错误，也不会产生歧义，所以编译这里不会报错。

汇编是将所有代码转化为二进制的机器指令。

同样，在链接时也不会出现问题，生成可执行程序。

最终是因为越界访问导致程序崩溃。

注意导致程序崩溃的原因是对空指针的指向区域进行的访问或修改。如果不进行这些操作，那么就是可行的。引用就是个很好的例子。

因为引用的语法和实质层面的不一致，导致这里很容易被误解为对a进行了访问。但因为引用的实质是指针，所以这里只是将a的值nullptr赋给了b，并没有对nullptr产生访问行为，所以这里的程序不会有任何问题。

在观察程序崩溃时，先看语法层面上是否造成歧义，导致编译错误；再看要使用的函数是否都成功定义且定位，这关系到链接错误；最后从汇编的角度来看程序是否发生了越界访问等。

3.不同的this指针区分不同的对象

this是一个关键字。它是隐含在类中的一种指针，在对该类实例化出多个对象时，this指针就用来给每个对象贴上标签。

为了理解它，先看一段代码，解释为什么两次调用Add时都没有传参，但在类里面调用函数时还是能区分不同的对象：


#include <iostream>
using namespace std;

class C
{
public:

	void Init(int a = 0, int b = 0, int c = 0)
	{
		_a = a, _b = b, _c = c;
	}

	void Add()
	{
		cout << "add:" << _a + _b + _c << endl;
	}


private:

	int _a;
	int _b;
	int _c;
};

int main()
{
	C c1, c2;

	c1.Init(1, 2, 3);
	c2.Init(4, 5, 6);
	c1.Add();
	c2.Add();

	return 0;
}

结果是：

其中虽然我们看上去没有传参，但是在汇编代码中我们就可以看到实际上Init和Add都多传了一个参数，这个参数就是this指针，在这里它的类型是C* const c1，C* const c2：

在代码语义上，它们相当于在参数中，多传了一个类的指针：

在实际写代码的时候，虽然this指针实际存在，但参数中却不能写this，因此这里使用注释来表示实际的执行情况。但是，在成员函数内部，可以显式写出this指针，因为this指针其实是类的指针，而类又和struct同源，所以用的是this->形式。

又因为this是成员的标签，它也不能随便更换其指向。

this指针可能存在栈中，也可能存在寄存器中，不同编译器有不同的做法。但this指针都不会存在成员中。这可以用空类来进行验证。

如果指针确实存在成员中，那么这个类的大小至少是8（64位），所以this指针是单独在栈或寄存器存放的。而空类的大小为1是作为创建类成功的标志，对于没有成员变量的类都是如此。

4.this指针为空指针的代码解读

先来看一段代码


#include <iostream>
using namespace std;

class C
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "Hello,world!" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	C* c1 = nullptr;

	c1->Print();

	return 0;
}

运行结果是：