C++/《C++为什么要有静态成员函数》

2024-09-08 11:38
文章标签 c++ 函数 静态 成员

本文主要是介绍C++/《C++为什么要有静态成员函数》,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

摘要

       本文说明了什么是静态成员变量,什么是静态成员函数的概念,讨论了访问私有静态成员变量的三个方法。得出用静态成员函数访问静态私有成员变量是最佳方法即回答了“C++为什么要有静态成员函数“的问题。

类的静态成员

  • 我们可以使用 static 关键字来把类成员定义为静态的。
  • 当我们声明类的成员为静态时,这意味着无论创建多少个类的对象,静态成员都只有一个副本。
  • 静态成员在类的所有对象中是共享的。如果不存在其他的初始化语句,在创建第一个对象时,所有的静态数据都会被初始化为零。
  • 我们不能把静态成员的初始化放置在类的定义中,但是可以在类的外部通过使用范围解析运算符 :: 来重新声明静态变量从而对它进行初始

静态成员函数

  • 如果把函数成员声明为静态的,就可以把函数与类的任何特定对象独立开来。
  • 静态成员函数即使在类对象不存在的情况下也能被调用,静态函数只要使用类名加范围解析运算符 :: 就可以访问。
  • 静态成员函数只能访问静态成员数据、其他静态成员函数和类外部的其他函数。
  • 静态成员函数有一个类范围,他们不能访问类的 this 指针。您可以使用静态成员函数来判断类的某些对象是否已被创建。

静态成员函数与普通成员函数的区别:

  • 静态成员函数没有 this 指针,只能访问静态成员(包括静态成员变量和静态成员函数)。
  • 普通成员函数有 this 指针,可以访问类中的任意成员;而静态成员函数没有 this 指针。

C++为什么要有“静态成员函数”

       我们知道,无论创建多少个类对象,类的静态 成员只有唯一副本,静态成员在类的所有对象中是共享的。

       如果不存在其他初始化语句,在创建第一个对象时,所有的静态数据都会被初始化为零我们不能把静态成员的初始化放置在类的定义中,但是可以在类的外部通过使用范围解析运算符 :: 来重新声明静态变量从而对它进行初始化,如下面的实例所示。

#include <iostream>using namespace std;class Box
{public:static int objectCount;// 构造函数定义Box(double l=2.0, double b=2.0, double h=2.0){cout <<"Constructor called." << endl;length = l;breadth = b;height = h;// 每次创建对象时增加 1objectCount++;}double Volume(){return length * breadth * height;}private:double length;     // 长度double breadth;    // 宽度double height;     // 高度
};// 初始化类 Box 的静态成员
int Box::objectCount = 0;int main(void)
{Box Box1(3.3, 1.2, 1.5);    // 声明 box1Box Box2(8.5, 6.0, 2.0);    // 声明 box2// 输出对象的总数cout << "Total objects: " << Box::objectCount << endl;return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Constructor called.
Constructor called.
Total objects: 2

但是,如果为类定义的静态成员变量是私有的(不希望暴露在类外),就会遇到下面的问题:

class A
{private:static   int   n;int            b;
};

如果,我现在想在类外访问 n , 怎么办呢? 

只能定义一个public 成员函数了:

class  A
{public:int get_n(){return  n;}private:static  int   n;int           b;
};...A   a;
a.get_n();

 通过定义public成员函数来访问私有静态成员变量的确是一个解决方案,但存在一个缺点:每次访问私有静态成员变量时,都必须要实例化一个对象才行,这样会浪费空间,有的情况,实例化对象还会带来一些不必要的麻烦。

为了省去实例化对象所带来的麻烦,据说以前程序员都是使用下面的方式:

((A*)NULL)->get_n();

       看起来不错,这样不需要实例化对象出来就达到了目的。但其实这样做很不安全,如果我在 get_n 成员函数中不小心使用了非静态成员变量b , 因为非静态成员只有实例化了对象才会给分配内存,这就会导致正在运行的程序崩溃。但是编译器却不会给报错,留下了安全隐患。

因此,后来C++引入了静态成员函数。

静态成员函数可以直接通过类名访问,也可以使用对象访问。不允许在静态成员函数中使用非静态成员函数和非静态成员变量。

方法如下:

class  A
{public:static int get_n(){return  n;}private:static  int   n;int           b;
};//方式1
A   a;
a.get_n();
//方式2
A::get_n();

小结

       本文说明了什么是静态成员变量,什么是静态成员函数的概念,讨论了访问私有静态成员变量的三个方法。得出用静态成员函数访问静态私有成员变量的方法最佳即回答了“C++为什么要有静态成员函数“的问题。

 

 

 

 

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