類的靜態(tài)成員變量及函數(shù)（二十）

        我們正常情況下能通過對(duì)象名來訪問 public 成員變量，每個(gè)對(duì)象的成員變量都是專屬的，成員變量不能在對(duì)象之間共享的。我們現(xiàn)在學(xué)了這么長(zhǎng)時(shí)間的 C++，現(xiàn)在又有了一個(gè)新的需求：a> 同級(jí)在程序運(yùn)行期間某個(gè)類的對(duì)象數(shù)目；b> 保證程序的安全性（不能使用全局變量）；c> 隨時(shí)可以獲取當(dāng)前對(duì)象的數(shù)目。

        我們首先想到的是定義一個(gè)私有成員變量，然后在構(gòu)造函數(shù)中進(jìn)行 ++ 操作，在析構(gòu)函數(shù)中進(jìn)行 -- 操作。我們?cè)囍鴮懴鲁绦?/p>

#include <stdio.h>

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

Test gTest;

int main()
{
    Test t1;
    Test t2;
    
    printf("gTest.getCount() = %d\n", gTest.getCount());
    printf("t1.getCount() = %d\n", t1.getCount());
    printf("t2.getCount() = %d\n", t2.getCount());
    
    return 0;
}

        我們先來試著編譯下

        那么它打印出來的是都是隨機(jī)值，我們?cè)跇?gòu)造函數(shù)中的初始化列表中進(jìn)行初始化為0

        我們看到打印出三個(gè) 1，并不是我們所期望的三個(gè) 3。這是因?yàn)樵诿看涡律蓪?duì)象調(diào)用構(gòu)造函數(shù)時(shí)，它都會(huì)初始化。那么我們?cè)囍x一個(gè)全局變量來試試呢，int gMount = 0

        顯然它是可以滿足的，但是我們的客戶需求里有一條便是不準(zhǔn)使用全局變量。所以這個(gè)只得放棄。這時(shí)我們便想到了靜態(tài)成員變量，下來我們來講講靜態(tài)成員變量。在 C++ 中可以定義靜態(tài)成員變量：a> 靜態(tài)成員變量屬于整個(gè)類所有；b> 靜態(tài)成員變量的聲明周期不依賴于任何對(duì)象；c> 可以通過類名直接訪問共有靜態(tài)成員變量；d> 所有對(duì)象共享類的靜態(tài)成員變量；e> 可以通過對(duì)象名訪問公有靜態(tài)成員變量。靜態(tài)成員變量的特性：1、在定義時(shí)直接通過 static 關(guān)鍵字修飾；2、靜態(tài)成員變量需要在類外單獨(dú)分配空間；3、靜態(tài)成員變量在程序內(nèi)部位于全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。它的語法規(guī)則是：Type ClassName::VarName = value；

        下來我們使用靜態(tài)成員變量來看看是否會(huì)滿足要求，程序如下

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    static int mCount;
public:
    Test() : mCount(0)
    {
        mCount++;
    }
    ~Test()
    {
        --mCount;
    }
    int getCount()
    {
        return mCount;
    }
};

Test gTest;

int main()
{
    Test t1;
    Test t2;
    
    printf("gTest.getCount() = %d\n", gTest.getCount());
    printf("t1.getCount() = %d\n", t1.getCount());
    printf("t2.getCount() = %d\n", t2.getCount());
    
    return 0;
}

        我們編譯下看看

        我們看到報(bào)錯(cuò)了，要在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行初始化，我們加上 int Test::mCount = 0；并且去掉構(gòu)造函數(shù)中初始化列表的初始化，再次編譯

        我們看到已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了哈，那么我們是否可以放心的交給用戶了哈。仔細(xì)看下，我們的程序沒完成第三條需求，隨時(shí)可以獲取當(dāng)前對(duì)象的數(shù)目。如果我們沒有定義對(duì)象的話，那么我們這個(gè)程序是否還可以完成功能呢？肯定不行了。

        那么我們嘗試將 mCount 屬性改為 public 呢，看看是否可以滿足，程序如下

#include <stdio.h>

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

int Test::mCount = 0;

int main()
{
    printf("mCount = %d\n", Test::mCount);
    
    return 0;
}

        結(jié)果如下

        我們看到當(dāng)沒有定義對(duì)象的時(shí)候，它的數(shù)目是 0。但是這樣做是不安全的，我們?cè)?main 函數(shù)中將 mCount 手動(dòng)改為 100，看看結(jié)果還是 0 嗎？

        我們看到它變成 100 了。也就是說，這是不安全的。所以這個(gè)方法不可取。那么我們這時(shí)就需要分析問題了，我們需要什么呢？不依賴對(duì)象就可以訪問靜態(tài)成員變量，必須保證靜態(tài)成員變量的安全性，方便快捷的獲取靜態(tài)成員變量的值。在 C++ 中可以定義靜態(tài)成員函數(shù)：a> 靜態(tài)成員函數(shù)是類中特殊的成員函數(shù)；b> 靜態(tài)成員函數(shù)屬于整個(gè)類所有；c> 可以通過類名直接訪問公有靜態(tài)成員函數(shù)；d> 可以通過對(duì)象名訪問公有靜態(tài)成員函數(shù)。它的定義便是直接通過 static 關(guān)鍵字修飾成員函數(shù)。

        下來我們?cè)囋囲o態(tài)成員函數(shù)，程序如下

#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\n", s);
}

void Demo::staticSetI(Demo& d, int v)
{
    d.i = v;
}

int main()
{
    Demo::staticFunc("mian begin...");
    
    Demo d;
    
    Demo::staticSetI(d, 10);
    
    printf("d.i = %d\n", d.getI());
    
    Demo::staticFunc("mian end...");
    
    return 0;
}

        結(jié)果如下

        那么我們?cè)囋嚹芊裰苯釉?staticSetI 函數(shù)中對(duì) i = v 呢？（去掉 Demo& d），我們?cè)囋?img src="https://cache.yisu.com/upload/information/20200311/59/222724.jpg" alt="類的靜態(tài)成員變量及函數(shù)（二十）">

        它報(bào)錯(cuò)了，因?yàn)殪o態(tài)成員函數(shù)不能直接訪問普通成員變量。下面我們關(guān)于靜態(tài)成員函數(shù)和普通成員函數(shù)的區(qū)別做了一個(gè)對(duì)比，如下圖所示

        那么關(guān)于我們之前提出的需求，我們可以利用靜態(tài)成員函數(shù)來滿足，程序如下

#include <stdio.h>

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

int Test::mCount = 0;

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

        我們看看編譯結(jié)果

        我們看到已經(jīng)滿足客戶的需求了。通過對(duì)靜態(tài)成員變量和函數(shù)的學(xué)習(xí)，總結(jié)如下：1、類中可以通過 static 關(guān)鍵字定義靜態(tài)成員變量；2、靜態(tài)成員變量隸屬于類所有，每一個(gè)對(duì)象都可以訪問靜態(tài)成員變量；3、靜態(tài)成員變量在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配空間，它的生命周期為程序運(yùn)行期；4、靜態(tài)成員函數(shù)是類中特殊的成員函數(shù)；5、靜態(tài)成員函數(shù)沒有隱藏的 this 指針，它可以通過類名直接訪問；6、靜態(tài)成員函數(shù)只能直接訪問靜態(tài)成員變量（函數(shù)）。

        歡迎大家一起來學(xué)習(xí) C++ 語言，可以加我QQ：243343083。