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C++中类的(static)静态成员变量与(static)静态成员函数


在C语言中,我们知道有static静态变量,生命周期与作用域都跟普通变量有所不同。而在C++的类中,也有静态成员变量同时还有静态成员函数,先来看看C++中静态成员变量与静态成员函数的语法:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class test
{
private:
static int m_value; //定义类的静态成员变量

public:

static int getValue() //定义类的静态成员函数
{
return m_value;
}
};

int test::m_value = 12; //类的静态成员变量需要在类外分配内存空间

int main()
{
test t;

cout << t.getValue() << endl;

}

以上代码,我们在test类中分别定义了一个静态成员变量与静态成员函数,首先来看下静态成员变量
  • 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,为程序的生命周期
  • 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 (Type className::VarName = value)
针对静态成员变量的以上几点,我们把上边的代码修改如下,用于统计当前对象的个数:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class test
{
private:
static int m_value1; //定义私有类的静态成员变量
public:
static int m_value2; //定义私有类的静态成员变量

public:
test()
{
m_value1++;
m_value2++;
}

int getValue() //定义类的静态成员函数
{
return m_value1;
}
};

int test::m_value1 = 0; //类的静态成员变量需要在类外分配内存空间
int test::m_value2 = 0; //类的静态成员变量需要在类外分配内存空间

int main()
{
test t1;
test t2;
test t3;

cout << "test::m_value2 = " << test::m_value2 << endl; //通过类名直接调用公有静态成员变量,获取对象个数
cout << "t3.m_value2 = " << t3.m_value2 << endl; //通过对象名名直接调用公有静态成员变量,获取对象个数
cout << "t3.getValue() = " << t3.getValue() << endl; //通过对象名调用普通函数获取对象个数

}

从输出,貌似得到我们想要的效果,但是C++中讲究的是封装性,以上代码,有2个不妥之处
1、类名或对象名能直接访问成员变量,也就是说成员变量能直接被外界修改
2、我们使用了一个成员函数来获取当前的对象个数,看似没问题,但是必须要定义对象,通过对象去调用,但有时候我们不想定义对象,也能使用类中的成员函数,这就是我们要说的类的静态成员函数。

类的成员函数有如下特性:
-静态成员函数是类的一个特殊的成员函数
-静态成员函数属于整个类所有,没有this指针
-静态成员函数只能直接访问静态成员变量和静态成员函数
-可以通过类名直接访问类的公有静态成员函数
-可以通过对象名访问类的公有静态成员函数
-定义静态成员函数,直接使用static关键字修饰即可

现在我们再来修改上边的代码

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class test
{
private:
static int m_value; //定义私有类的静态成员变量

public:
test()
{
m_value++;
}

static int getValue() //定义类的静态成员函数
{
return m_value;
}
};

int test::m_value = 0; //类的静态成员变量需要在类外分配内存空间

int main()
{
test t1;
test t2;
test t3;

cout << "test::m_value2 = " << test::getValue() << endl; //通过类名直接调用公有静态成员函数,获取对象个数
cout << "t3.getValue() = " << t3.getValue() << endl; //通过对象名调用静态成员函数获取对象个数
system("pause");
}

这样我们就直接能通过类名去访问静态成员函数,获取对象个数,不通过任何对象。

静态成员函数在C++中的作用很强大,包括后边的介绍的单例模式、二阶构造模式,都用到静态成员函数及静态成员变量。

下边的图为静态成员函数与普通成员函数的比较

C++中类的(static)静态成员变量与(static)静态成员函数_静态成员函数


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