原创 以C語言觀點理解C++的this指標/指針

我常用低階的語言觀點來看高階語言，我覺得那樣可以更深入的了解使用法方，堪至可以模擬出是如何實做的，可能遇到的問題。能想像Bjarne Stroustrup這個創造人當初可能是怎麼想的嗎?

這篇文章最主要的目的是要解釋為何需要用this指標?

前言:想像一下在沒有class之前，C語言程式設計師是如何達成近class模組化功能? 曾看過一些使用C開發的遊戲程式，裡面總定義了一堆的struct，當然還有一堆和這struct有關的function。在cpp裡struct和class是同樣的，都可以定義資料成員(data member)、成員函式(member function/method)，僅差別在struct預設成員是public。然而在C語言裡，struct是不能有成員函式定義的，也因此C程式人員可能獨立的把方法寫在Global區塊上，是否可能模擬出把方法也嵌入struct中呢? 這樣就很像class了…請看以下我寫的演示範本:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
typedef
struct StudentInfo
{
  char *mName;
  int   mAgeInAc;
  int   mAgeInTw;
  void  (*mpCalc)(struct StudentInfo *self);
  int   (*mpGetTwAge)(struct StudentInfo *slef);
  void  (*mCopy)(struct StudentInfo *slef,
                              struct StudentInfo *src);

}STI;

/* 私人的方法 */
void ac_to_tw(STI *self)
{
  self->mAgeInTw = self->mAgeInAc - 1911;
}

/*公開的方法*/
int get_tw_age(STI *self)
{
  self->mpCalc(self);
  return self->mAgeInTw;
}

/*公開的方法*/
void copy(STI *self, STI *src)
{
  *self = *src;
}

/*建構子*/
STI create_sti_object(void)
{
  STI object;
  object.mName = 0;
  object.mpCalc = ac_to_tw;
  object.mpGetTwAge = get_tw_age;
  object.mCopy = copy;
  return object;
}

/*動態建構子*/
STI *p_create_sti_object(void)
{
  STI *p_object = (STI *) calloc(1,sizeof(STI));
  p_object->mName = 0;
  p_object->mpCalc = ac_to_tw;
  p_object->mpGetTwAge = get_tw_age;
  p_object->mCopy = copy;
  return p_object;
}

/*動態解構子*/
void destroy_sti_object(STI *self)
{
  free(self);
}

#pragma argsused
int main(int argc, char* argv[])
{
  int my_tw_age;
  STI student_info;
  STI *p_student_info;
  STI my_info;
  STI babe_info;
  STI copy_info;

  /*沒有建構式的建立法*/
  student_info.mName = "蕭一世";
  student_info.mAgeInAc = 1951;
  student_info.mpCalc = ac_to_tw;
  student_info.mpCalc(&student_info);
  printf("%s 民國%d年生\n",student_info.mName,student_info.mAgeInTw);

  /*使用動態建構方式，且直接呼叫私人方法*/
  p_student_info = p_create_sti_object();
  p_student_info->mName = "蕭二世";
  p_student_info->mAgeInAc = 1961;
  p_student_info->mpCalc(p_student_info);
  printf("%s 民國%d年生\n",p_student_info->mName,p_student_info->mAgeInTw);
  destroy_sti_object(p_student_info);

  /*使用建構子，且呼叫公開方法取回值，Instance1 */
  my_info = create_sti_object();
  my_info.mName = "蕭沖";
  my_info.mAgeInAc = 1971;
  my_tw_age = my_info.mpGetTwAge(&my_info);
  printf("%s 民國%d年生\n",my_info.mName,my_tw_age);

  /*使用建構子，且呼叫公開方法取回值，Instance2A */
  babe_info = create_sti_object();
  babe_info.mName = "寶貝";
  babe_info.mAgeInAc = 1976;
  my_tw_age = babe_info.mpGetTwAge(&babe_info);
  printf("%s 民國%d年生\n",babe_info.mName,my_tw_age);

  /*使用拷備函式，Instance2B */
  copy_info = create_sti_object();
  copy_info.mCopy(& copy_info, &babe_info);
  copy_info.mName = "寶貝拷備";
  copy_info.mAgeInAc = copy_info.mAgeInAc + 7;
  my_tw_age = copy_info.mpGetTwAge(& copy_info);
  printf("%s 民國%d年生\n",copy_info.mName,my_tw_age);

  system("pause");

  return 0;
}

我們使用了函式指標來實作「方法」的部份。值得注意的部份是:從這裡我們可以看出方法的部份是共享的，僅資料的部份是各自不同(參考最後二個instance)。使用建構式是為了要把方法與Global下的function連結起來，這也是cpp中的一個新觀念-「建構子」。但在這裡還沒有實作出public與private的限制，也就是data hiding的部份。上面的方法中，都有一個參數STI *self這就是為何cpp中的method需要*this的原因了!只是cpp中把這個參數給隱藏起來，在complie時在偷偷的插入這個pointer到最前面的參數，並在method中關於data member和member function的部份加上this->，就如同上面的範例使用了self->。這樣就可以達成「Instance的方法共享，資料私有」。free後method的部份依舊存在。僅data被free了!

範例子寫了一個copy method，演示了cpp中何時你可能會把this這個關鍵字用出來，當實作copy時，你就要自己寫入 *this 這就不是compiler會幫你的了! 還有另一個可能會用到的時候: 傳回物件的reference時return *this，不過這是在reference type 是cpp裡才有的。