(32.1)静态成员

1.静态成员

  • 可以定义类的静态成员, 能够实现同类的多个对象之间数据共享。
  • 使用类的静态成员的优点是:
    ①静态成员的名字是在类的作用域中, 因此可以避免与其他类的成员或全局对象名字冲突;
    ②静态成员可以实施封装, 可以是私有成员, 而全局对象不可以。
    ③静态成员是与特定类关联的, 结构清晰。
  • eg:
class employee { //雇员类定义
	private:
	int empNo;
	int id;
	char *name;
	……
};
  • 静态数据成员是类的一种特殊数据成员, 它以关键字static开始,声明形式为:
class 类名 
{ //类体
	…
	static 数据成员类型 数据成员名列表; //静态数据成员声明
	…
};

eg:count设计的目的是计数Data类总共有多少个实例化对象。
class Data//Data类定义
{
	public:
		static int count;//静态数据成员
		int maxlevel;//非静态公有数据成员
		Data(int i=0){...,count++;}//构造函数
	private:
		int level;//非静态私有数据成员
};
int Data::count=0;//静态数据成员定义且初始化

说明:
实例化对象,就会给每个对象分配存储空间,也就给该对象的每个数据成员分配存储空间
count属于类,不属于对象,一个类只有一个static数据成员
  • 静态数据成员存储示意图
    在这里插入图片描述
  • 关于静态数据成员的说明:
1) 通常, 非静态数据成员存在于类类型的每个对象中, 静态数据成员则独立于该类的任何对象, 在所有对象之外单独开辟空间存储。 
在为对象所分配的空间中不包括静态数据成员所占的空间。

(2) 如果只声明了类而未定义对象, 则类的非静态数据成员是不占存储空间的, 只有在定义对象时, 才为对象的数据成员分配空间。
但是只要在类中定义了静态数据成员, 即使不定义任何对象, 也为静态数据成员分配空间, 它可以在尚未建立对象时就被引用。

(3) 访问静态成员时同样需要遵守公有及私有访问规则。

(4) 静态数据成员必须在类外部定义一次(仅有一次) , 静态成员不能通过类构造函数进行初始化, 而是在类外定义时进行初始化。
定义静态数据成员的方式为:
数据成员类型 类名::静态数据成员名=初始化式;5)静态数据成员可用作默认实参, 非静态数据成员不能用作默认实参, 因为它的值不能独立于所属的对象而使用。 
例如:
class Data 
{ //Data类定义
	…
	Data& setbkcolor(int=bkcolor);
	static const int bkcolor = 5;
};6)有了静态数据成员(相当于全局变量), 各对象之间实现了数据共享, 因此可以不使用全局变量。
  • eg
class test
{
	private:
		int x;
		int y;
	public:
		static int num;
		static int Getnum()
		{
			x+=5;
			num+=15;
			return num;
		}
};

int test::num=10;

int main(void)
{
	test a;
	cout<<test::num<<endl;   //输出10
	test::num=20;
	cout<<test::num<<endl;   //输出20
	cout<<test::Getnum()<<endl;  //输出35
	cout<<a.Getnum()<<endl;//输出50
	return 0;
}

2.静态成员函数

  • 成员函数也可以定义为静态的, 在类中声明函数的前面加static就成了静态成员函数, 声明的一般形式为:
class 类名 
{ //类体
	…
	static 返回类型 函数名(类型1 参数名1,类型2 参数名2,);};

eg:
static int getcount() 
{ 
	return count; 
} //静态成员函数
  • 静态成员函数的两种调用方式
    和静态数据成员一样, 静态成员函数是类的一部分, 而不是对象的一部分。
    如果要在类外调用公有的静态成员函数, 可以类作用域运算符(::) 和通过对象名调用静态成员函数,
    例如:
cout<<Data::getcount()<<'\t'<<d.getcount();
  • 静态成员函数与非静态成员函数的根本区别是: 非静态成员函数有this指针, 而静态成员函数没有this指针。
    因此, 静态成员函数不能访问本类中的非静态成员。 静态成员函数就是专门为了访问静态数据成员的。
  • 静态成员函数不能被声明为const。
  • eg:
#include <iostream>
using namespace std;
class CTest
{
	public:
		CTest()
		{
			s_total++;
			id=s_total;
			cout<<"构造"<<id<<" ";
		}
		~CTest()
		{
			s_total--;
			cout<<"析构"<<id<<" ";
		}
		static int gettotal()
		{
			return s_total;//静态成员函数可以访问静态成员
		}
	private:
		static int s_total;
		int id;

};

int CTest::s_total=0;
int main(void)
{
	CTest a,b,c;//调用三次了构造函数
	CTest *p=new CTest;//调用一次了构造函数
	cout<<"合计="<<CTest::gettotal()<<" ";//输出4
	delete p;
	cout<<"合计="<<CTest::gettotal()<<" ";//输出3
	return 0;
}

  • eg:编译出错,因为不能通过类名来调用类的非静态成员函数init。
class Test
{
	void init(){}
	static void output()
	{}
};

int main(void)
{
	Test::init();//错的
	Test::output();//对的
	return 0;
}
  • eg:编译通过, 类的对象可以使用静态成员函数和非静态成员函数。
class Test
{
	public:
		void init() { }
		static void output() { }
}

int main()
{
	Test t;
	t.init();
	t.output();
	return 0;
}
  • eg:编译出错, 因为静态成员函数中不能引用非静态成员。
    静态成员函数属于整个类, 在类实例化对象之前就已经分配空间了,而类的非静态成员必须在类实例化对象后才有内存空间
class Test
{
	public:
		void init() { }
		static void output()
		{
			cout<<x<<endl;
		}
	private:
		int x;		
};

int main()
{
	Test t;
	t.output();
	return 0;
}
  • eg:编译通过, 因为类的非静态成员函数可以调用用静态成员函数, 但反之不能。
class Test
{
	public:
		void init()
		{
			output();
		}
		static void output()
		{
			
		}
};

int main()
{
	Test t;
	t.output();
	return 0;
}
  • eg:链接错误, 因为类的静态数据成员在使用前必须先初始化。
    如果在main函数前加上int Point :: m = 0;
    再编译链接无错误, 运行程序将输出1。
class Test
{
	public:
		Test()
		{
			m++;//正确
		}
		~Test()
		{
			m--;//正确
		}
		static void output()
		{
			cout<<m<<endl;
		}
	private:
		static int m;
}

int main()
{	
	Test t;
	t.output();
	return 0;
}


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