【C++基础入门】21.C++中类的静态成员函数

文章目录

一、未完成的需求

二、问题分析

三、静态成员函数

四、小结

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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 

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：

         有没有什么解决办法呢？下面再看一段代码：

#include 

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。

         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

        下面看一个静态成员函数示例：

#include 

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：

         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：

        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 

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：

四、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)