C++类的空指针调用成员函数的代码

类的实例调用成员函数的原理

其实不管是通过对象实例或指针实例调用，其实底层调用的过程都是一样的，都是把当前对象的指针作为一个参数传递给被调用的成员函数。通过下面的相关实例代码进行检验：

实验的C++代码

class Student
{
private:
  int age;
public:
  Student() {}
  Student(int age) : age(age) {}
  int getAge() { return this->age; }
};
 
int main(int argc, char const *argv[])
{
  Student s(10);
  int age = s.getAge();
 
  Student* ps = new Student(10);
  age = ps->getAge();
 
  return 0;
}

基于VS2015调试功能的反汇编代码

int main(int argc, char const *argv[])
{
00A41860 push    ebp 
00A41861 mov     ebp,esp 
00A41863 push    0FFFFFFFFh 
00A41865 push    0A461D2h 
00A4186A mov     eax,dword ptr fs:[00000000h] 
00A41870 push    eax 
00A41871 sub     esp,104h 
00A41877 push    ebx 
00A41878 push    esi 
00A41879 push    edi 
00A4187A lea     edi,[ebp-110h] 
00A41880 mov     ecx,41h 
00A41885 mov     eax,0CCCCCCCCh 
00A4188A rep stos  dword ptr es:[edi] 
00A4188C mov     eax,dword ptr [__security_cookie (0A4B004h)] 
00A41891 xor     eax,ebp 
00A41893 mov     dword ptr [ebp-10h],eax 
00A41896 push    eax 
00A41897 lea     eax,[ebp-0Ch] 
00A4189A mov     dword ptr fs:[00000000h],eax 
  Student s(10);
00A418A0 push    0Ah /*构造函数中的实参值: 10 */
00A418A2 lea     ecx,[s] /*取实例s的内存地址,并赋值给寄存器ECX*/
00A418A5 call    Student::Student (0A4103Ch) /*调用位于内存地址0A4103Ch的构造函数*/
  int age = s.getAge();
00A418AA lea     ecx,[s] /*取实例s的内存地址,并赋值给寄存器ECX*/
00A418AD call    Student::getAge (0A412D5h) /*调用位于内存地址0A412D5h的成员函数*/
00A418B2 mov     dword ptr [age],eax /*成员函数的返回值赋给变量age*/
 
  Student* ps = new Student(10);
00A418B5 push    4 /*类实例所需的内存大小,有一个int类型成员,故为4字节(32位编译)*/
00A418B7 call    operator new (0A412A3h) /*调用全局的内存分配函数,类似C的malloc函数*/
00A418BC add     esp,4 /*栈顶加4个字节,用于保存operator new内存分配返回的内存地址值*/
00A418BF mov     dword ptr [ebp-108h],eax /*eax存的就是返回的内存地址,赋值到ptr [ebp-108h]这是处于栈中的内存*/
00A418C5 mov     dword ptr [ebp-4],0 
00A418CC cmp     dword ptr [ebp-108h],0 
00A418D3 je     main+8Ah (0A418EAh) /*与上一句联动,如果分配的地址为0,即失败,跳转到0A418EAh*/
00A418D5 push    0Ah /*调用构造函数的实参值: 10*/
00A418D7 mov     ecx,dword ptr [ebp-108h] /*取指针ps指向的实例的内存地址值并赋值给寄存器ECX*/
00A418DD call    Student::Student (0A4103Ch) /*调用位于内存地址 0A4103Ch 的构造函数*/
00A418E2 mov     dword ptr [ebp-110h],eax 
00A418E8 jmp     main+94h (0A418F4h) 
00A418EA mov     dword ptr [ebp-110h],0 
00A418F4 mov     eax,dword ptr [ebp-110h] 
00A418FA mov     dword ptr [ebp-0FCh],eax 
00A41900 mov     dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh 
00A41907 mov     ecx,dword ptr [ebp-0FCh] 
00A4190D mov     dword ptr [ps],ecx 
  age = ps->getAge();
00A41910 mov     ecx,dword ptr [ps] /*取实例s的内存地址值并赋值给寄存器ECX*/
00A41913 call    Student::getAge (0A412D5h) /*调用位于内存地址 0A412D5h 的成员函数*/
  age = ps->getAge();
00A41918 mov     dword ptr [age],eax 
 
  return 0;
00A4191B xor     eax,eax 
}

分析

通过源码与汇编代码的对比，就可以知道，其实成员函数与类的实例是没有绑定关系，成员函数是属于类的，在内存中仅仅只是一个有效的内存地址。对于成员函数中需要用到实例，就通过寄存器ECX传递过来。

这里引起一下思考，为什么不通过栈传递呢？

首先要明白，栈是位于内存的，而寄存器是位于CPU的，这二者的读写速率就天差地别了， 这是效率的优化；而且只要约定处于当前成员函数中时，不对ECX寄存器进行修改就好。

但如果使用栈进行传递，因为栈是一个动态的内存空间，这就不便于跟踪与维护当前实例的地址，就算是使用EBP和ESP去维护，就需要加上一个偏移量，这对读写效率添加了负担。如果维护不好，还会造成数据错乱。（这里都是个人分析， 有错可以指正）

回归标题

所以回归到标题，如果一个类的空指针调用了成员函数后，编译是通过的。接着在运行过程中，分两种情况：

一、当被调用的成员函数中，未使用this指针去调用当前实例的成员变量，程序正常运行不报错；

class Student
{
private:
  int age;
public:
  Student() {}
  Student(int age) : age(age) {}
  void eat() {}
};
 
int main(int argc, char const *argv[])
{
  Student* ps = nullptr;
  ps->eat();
  return 0;
}

二、当被调用的成员函数中，使用了this指针去读写当前实例的成员变量时，首先调用是成员函数是被成功调用的，代码的执行已经进入了成员函数的领空，但当代码执行到读写当前实例的成员变量里，就会报内存访问异常了。

最后发散思考

回想其中一句话：成员函数是属于类的，而不属于实例的，会不会引发你的思考，类的静态函数，也是属于类的， 那如果用类的空指针调用静态函数，又会发生什么事呢？上代码：

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Student
{
private:
  int age;
public:
  Student() {}
  Student(int age) : age(age) {}
  static int classtime() {
    return 9;
  }
  void eat() {}
};
 
int main(int argc, char const *argv[])
{
  Student* ps = nullptr;
  int time = ps->classtime();
  cout << time << endl;
  return 0;
}

经过实验就会发现这代码是可以成功运行的。其实原理上面都说了， 这里就不赘述了。主要的一点是类的静态函数绝对不会操作到某一实例的成员数据，所以这种调用是安全的。但在实际编程中， 这个方法应该不会被使用到吧（个人观点，用类名调用它不香吗，还有去写一个类指针再调用）

总结

面试的时候被问到了， 自己会， 但不能回答清晰也是罪，所以在这里总结一下！！

到此这篇关于C++类的空指针调用成员函数的文章就介绍到这了,更多相关C++类空指针调用成员函数内容请搜索猪先飞以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持猪先飞！