C++分析讲解类的静态成员函数如何使用_C/C++

C++分析讲解类的静态成员函数如何使用

2022-11-14 13:57清风自在流水潺潺 C/C++

与静态数据成员不同，静态成员函数的作用不是为了对象之间的沟通，而是为了能处理静态数据成员，静态成员函数没有this指针。既然它没有指向某一对象，也就无法对一个对象中的非静态成员进行默认访问

一、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

在【C++基础入门】20.C++中类的静态成员变量中每次打印对象的个数时，都需要依赖于一个对象名，下面看一个代码：

#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", gTest.getCount);
  return 0;
}

按理说 count 应该输出为 0，但是 gTest 对象没有定义，所以编译就会报错：

C++分析讲解类的静态成员函数如何使用

有没有什么解决办法呢？下面再看一段代码：

#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);
  Test::cCount = 1000;
  printf("count = %d\n", Test::cCount);
  return 0;
}

输出结果如下，Test::cCount = 1000; 可以认为是意外导致这个赋值，这样别人就会误认为这里面有 1000 个对象，这是不对的。

C++分析讲解类的静态成员函数如何使用

直接通过类名访问成员变量也是不可取的，安全性会打折扣。

那到底该怎么做呢？且看下面。

二、问题分析

需要做的事情

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

三、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

C++分析讲解类的静态成员函数如何使用

下面看一个静态成员函数示例：

#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;
}

输出结果如下：

C++分析讲解类的静态成员函数如何使用

当然，把Demo::StaticSetI(d, 10); 换成 d.StaticSetI(d, 10); 也是可以的哈，对应于前面讲的可以通过类名直接访问公有静态成员函数，也可以通过对象名访问公有静态成员函数。

如果把void Demo::StaticSetI(Demo& d, int v) 这里变成：

void Demo::StaticSetI(int v)
{
  i = v;
}

编译器就会报错：

C++分析讲解类的静态成员函数如何使用

这是因为静态成员函数不能直接访问成员变量，可以通过对象名访问公有静态成员函数。

静态成员函数 vs 普通成员函数

	静态成员函数	普通成员函数
所有对象共享	Yes	Yes
隐含 this 指针	No	Yes
访问普通成员变量（函数）	No	Yes
访问静态成员变量（函数）	Yes	Yes
通过类名直接调用	Yes	No
通过对象名直接调用	Yes	Yes

所以，满足 1. 统计在程序运行期间某个类的对象数目 2.保证程序的安全性（不能使用全局变量) 3.随时可以获取当前对象的数目的最终解决方案如下：

#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;
}

输出结果如下：

C++分析讲解类的静态成员函数如何使用