【C++深度剖析学习总结】 20 类的静态成员变量和类的静态成员函数

【C++深度剖析学习总结】 20 类的静态成员变量和类的静态成员函数

作者 CodeAllen ，转载请注明出处

类的静态成员变量

1.成员变量的回顾

• 通过对象名能够访问public成员变量
• 每个对象的成员变量都是专属的
• 成员变量不能在对象之间共享

2.新的需求

• 统计在程序运行期间某个类的对象数目
• 保证程序的安全性（不能使用全局变量）
• 随时可以获取当前对象的数目

实验1 解决方案的尝试（失败的解决方案）

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    int mCount;
public:
    Test() : mCount(0)
    {
        mCount++;
    }
    ~Test()
    {
        --mCount;
    }
    int getCount()
    {
        return mCount;
    }
};


Test gTest;


int main()
{
    Test t1;
    Test t2;
    
    printf("count = %d\n", gTest.getCount());
    printf("count = %d\n", t1.getCount());
    printf("count = %d\n", t2.getCount());
    
    return 0;
}

  

 

  
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3.静态成员变量—开始介绍新概念

• 在C++中可以定义静态成员变量
• 静态成员变量属于整个类所有
• 静态成员变量的生命期不依赖于任何对象
• 可以通过类名直接访问公有静态成员变量
• 所有对象共享类的静态成员变量
• 可以通过对象名访问公有静态成员变量

静态成员变量的特性

• 在定义时直接通过static关键字修饰
• 静态成员变量需要在类外单独分配空间
• 静态成员变量在程序内部位于全局数据区

语法规则：
Type ClassName::VarName = value;

实验2 静态成员变量的使用

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    static int cCount;
public:
    Test()
    {
        cCount++;
    }
    ~Test()
    {
        --cCount;
    }
    int getCount()
    {
        return cCount;
    }
};


int Test::cCount = 0; //需要在类的外部单独定义，隶属于test


Test gTest;


int main()
{
    Test t1;
    Test t2;
    
    printf("count = %d\n", gTest.getCount());
    printf("count = %d\n", t1.getCount());
    printf("count = %d\n", t2.getCount());
    
    Test* pt = new Test();  //指向堆上的一个指针对象，动态生成，触发构造函数就 ++，输出为4
    
    printf("count = %d\n", pt->getCount());
    
    delete pt;
    
    printf("count = %d\n", gTest.getCount());
    
    return 0;
}

  

 

  
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小结
类中可以通过static关键定义静态成员变量
静态成员变量隶属于类所有
每一个对象都可以访问静态成员变量
静态成员变量在全局数据区分配空间
静态成员变量的生命期为程序运行期

类的静态成员函数

1.未完成的需求

• 统计在程序运行期间某个类的对象数目
• 保证程序的安全性（不能使用全局变量）
• 随时可以获取当前对象的数目（Failure）

实验1 解决方案的尝试

#include <stdio.h>
class Test
{
public:
    static int cCount;
public:
    Test()
    {
        cCount++;
    }
    ~Test()
    {
        --cCount;
    }
    int getCount()
    {
        return cCount;
    }
};
int Test::cCount = 0;
int main()
{
    printf("count = %d\n", Test::cCount);  //直接打印类名
   
    Test::cCount = 1000;  //怎么明显也是不符合安全性的要求
   
    printf("count = %d\n", Test::cCount);
   
    return 0;
}

  

 

  
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运行结果
count = 0
count = 1000

2.问题分析
我们需要什么?

• 不依赖对象就可以访问静态成员变量
• 必须保证静态成员变量的安全性
• 方便快捷的获取静态成员变量的值

3.静态成员函数
在C++中可以定义静态成员函数

• 静态成员函数是类中特殊的成员函数
• 静态成员函数属于整个类所有
• 可以通过类名直接访问公有静态成员函数
• 可以通过对象名访问公有静态成员函数

静态成员函数的定义
直接通过static关键字修饰成员函数

实验2 静态成员函数
静态成员函数VS普通成员函数

#include <stdio.h>
class Demo
{
private:
    int i;
public:
    int getI();
    static void StaticFunc(const char* s);
    static void StaticSetI(Demo& d, int v);
};
int Demo::getI()
{
    return i;
}
void Demo::StaticFunc(const char* s)
{
    printf("StaticFunc: %s\n", s);
}
void Demo::StaticSetI(Demo& d, int v)
{
    d.i = v;
}
int main()
{
    Demo::StaticFunc("main Begin...");
   
    Demo d;
   
    Demo::StaticSetI(d, 10);
   
    printf("d.i = %d\n", d.getI());
   
    Demo::StaticFunc("main End...");
   
    return 0;
}

  

 

  
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运行结果
StaticFunc: main Begin…
d.i = 10
StaticFunc: main End…

实验3 最后的解决方案

#include <stdio.h>
class Test
{
private:
    static int cCount;
public:
    Test()
    {
        cCount++;
    }
    ~Test()
    {
        --cCount;
    }
    static int GetCount()
    {
        return cCount;
    }
};
int Test::cCount = 0;
int main()
{
    printf("count = %d\n", Test::GetCount());
   
    Test t1;
    Test t2;
   
    printf("count = %d\n", t1.GetCount());
    printf("count = %d\n", t2.GetCount());
   
    Test* pt = new Test();
   
    printf("count = %d\n", pt->GetCount());
   
    delete pt;
   
    printf("count = %d\n", Test::GetCount());
   
    return 0;
}

  

 

  
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运行结果
count = 2
count = 2
count = 3
count = 2

小结
静态成员函数是类中特殊的成员函数
静态成员函数没有隐藏的this参数
静态成员函数可以通过类名直接访问
静态成员函数只能直接访问静态成员变量（函数）

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