C++ 類成員指標

Ofnoname發表於2022-04-20

C++的類成員指標是一種奇葩的指標。

假設現在我們要表示一個三維的點,現在有兩種定義方式:

struct point1{
	int x, y, z;
};

struct point2{
	int c[3];
};

第一種的優點是更直觀,但第二種可以方便的用for遍歷三個屬性。最終我選擇了第一種,但是我還想弄一個遍歷功能怎麼辦?這個時候類成員指標就排上用場了,我們可以建立一個“指向point中具體成員的指標”。

int A:: *member = &A::x;

讓member指標指向A中的成員x,且型別是int,此時我們就可以通過member來訪問x:

point1 tmp{4, 5, 6};
cout << tmp.(*member); //把member解引用,得到tmp::x,表示要訪問x

所以我們定義一個陣列,就可以迭代訪問類裡的各種int屬性了

int A:: *member [] = {&A::x, &A::y, &A::z};
for (int i = 0; i < 3; ++i)
	cout << tmp.(*member[i]);

這個用途也可以放到成員函式上,構建一個函式列表,順序呼叫。

這麼個指標的行為跟一般的指標顯然不一樣,它不儲存地址,而是儲存一個“偏移量”,從物件地址開頭到物件成員的偏移量。這玩意其實可以輸出:

struct A{
	int a, b, c;
};

main() {
	printf("%d%d%d", &A::a, &A::b, &A::c); //! 輸入為0, 4, 8
	//! 當然這玩意型別不是int,printf直接將他以int解析輸出了,所以cout達不到效果
}

這樣類成員指標的意義就很明顯了,假設一個A的物件t,那麼t的地址&t和a的地址&(t.a)是相等的,而&(t.b)要多出來4,&(t.c)又要多出來4。每個物件的記憶體構造都是一樣的,這個類成員指標就是獲取每個成員相對於頭地址的偏移量,這樣當我使用t.*member編譯器就知道是頭地址+4處的變數,並且是個int。

不過成員函式又不太一樣了。不同物件的成員函式只有同一份程式短程式碼。C++不能用&(t.fun)的方式獲取物件的成員函式的地址,要用取&A::fun得到函式的地址。這個當然是真地址了。

類成員指標可以用於static嗎?顯然不行,static成員單獨存放,與類本身無關,取&A::staticmember得到的就是這個變數的正經地址。那可以用於virtual function嗎?答案是可以,但是虛擬函式的地址無法確定,所以又變成了儲存偏移量,實際上儲存的是函式在虛表中的索引值。

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