C++解析(14)：静态成员变量与静态成员函数

0.目录

1.静态成员变量

2.静态成员函数

3.小结

1.静态成员变量

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

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

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（在类的外部）——Type ClassName::VarName = value;

示例：

#include <stdio.h>

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

int Test::cCount = 0;

Test gTest;

int main()
{
    Test t1;
    Test t2;
    
    printf("count = %d
", gTest.getCount());
    printf("count = %d
", t1.getCount());
    printf("count = %d
", t2.getCount());
    
    Test* pt = new Test();
    
    printf("count = %d
", pt->getCount());
    
    delete pt;
    
    printf("count = %d
", gTest.getCount());
    
    return 0;
}

运行结果为：

[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out 
count = 3
count = 3
count = 3
count = 4
count = 3

2.静态成员函数

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）

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

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：

静态成员函数不能直接访问普通成员变量：

#include <stdio.h>

class Demo
{
private:
    int i;
public:
    int getI();
    static void StaticFunc(const char* s);
    static void StaticSetI(int v);
};

int Demo::getI()
{
    return i;
}

void Demo::StaticFunc(const char* s)
{
    printf("StaticFunc: %s
", s);
}

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

int main()
{
    Demo::StaticFunc("main Begin...");
    
    Demo d;
    
    Demo::StaticSetI(10);
    
    printf("d.i = %d
", d.getI());
    
    Demo::StaticFunc("main End...");
    
    return 0;
}

报错信息：

[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
test.cpp: In static member function ‘static void Demo::StaticSetI(int)’:
test.cpp:6: error: invalid use of member ‘Demo::i’ in static member function
test.cpp:25: error: from this location

需要通过对象名访问：

#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
", 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
", d.getI());
    
    Demo::StaticFunc("main End...");
    
    return 0;
}

运行结果为：

[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out 
StaticFunc: main Begin...
d.i = 10
StaticFunc: main End...

静态成员函数 vs 普通成员函数：

3.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
• 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）