【C++】类对象计数方法及实现原理

在这篇博客中，我们将讨论如何实现一个类，用于计算程序中创建了多少个类对象。我们将介绍三种不同的方法来实现这一功能，并对每种方法进行详细的讨论和示范。

方法一：使用全局变量

我们可以使用命名空间和全局变量来实现对象计数的功能。通过在类的构造函数和拷贝构造函数中递增全局计数器，我们可以记录创建的对象数量。

namespace qhd {
    int count = 0; // 定义全局计数器
}

class A {
public:
    A() { ++qhd::count; }  // 在构造函数中递增计数器
    A(const A& t) { ++qhd::count; }  // 拷贝构造函数中递增计数器
    ~A() {}  // 析构函数
};

优点：

1. 简单直接：全局变量的实现相对简单，不需要额外的类成员或函数。
2. 全局性：全局变量可以在整个程序范围内访问和使用。

缺点：

1. 命名空间污染：全局变量会增加命名空间的污染，可能与其他全局变量冲突。
2. 难以控制访问权限：全局变量的访问权限较低，可能被意外修改或滥用

方法二：使用静态成员变量

另一种方法是使用类的静态成员变量。通过在构造函数和拷贝构造函数中递增静态成员变量，我们也可以达到记录对象数量的目的。

class A {
public:
    A() { ++count; }  // 在构造函数中递增计数器
    A(const A& t) { ++count; }  // 拷贝构造函数中递增计数器
    ~A() {}  // 析构函数

    // ... 其他成员函数

private:
    static int count;  // 静态成员变量，用于记录对象个数
};

// 在类外定义静态成员变量
int A::count = 0;

优点：

1. 面向对象：静态成员变量更符合面向对象的设计原则，封装了对象计数的信息。
2. 访问控制：静态成员变量可以通过类的访问控制机制进行管理，提供更好的封装性。

缺点：

1. 类大小增加：每个对象都会携带一个静态成员变量，可能增加类的实例化大小。
2. 类耦合度增加：静态成员变量增加了类与对象之间的耦合度，使得类的复用和维护变得困难。

方法三：使用静态成员函数

最后一种方法是使用静态成员函数来获取对象数量。我们可以在类中定义一个静态成员变量来记录对象数量，并使用静态成员函数来获取这一数量。

class A {
public:
    A() { ++count; }  // 在构造函数中递增计数器
    A(const A& t) { ++count; }  // 拷贝构造函数中递增计数器
    ~A() {}  // 析构函数

    // 静态成员函数，用于获取对象个数
    static int GetCount() { return count; }

    // ... 其他成员函数

private:
    static int count;  // 静态成员变量，用于记录对象个数
};

优点：

1. 封装性：静态成员函数能够提供更好的封装性，隐藏了对象计数的具体实现细节。
2. 访问控制：静态成员函数可以通过类的访问控制机制进行管理，限制对对象数量的访问。

缺点：

1. 访问局限性：静态成员函数只能访问静态成员变量，可能无法访问非静态成员数据。
2. 难以扩展：静态成员函数通常难以扩展到处理其他类型的对象计数问题。