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C++ 類的靜態(tài)成員深入解析

來源:本站原創(chuàng)|時間:2020-01-10|欄目:C語言|點擊: 次

在C++中,靜態(tài)成員是屬于整個類的而不是某個對象,靜態(tài)成員變量只存儲一份供所有對象共用。所以在所有對象中都可以共享它。使用靜態(tài)成員變量實現(xiàn)多個對象之間的數(shù)據(jù)共享不會破壞隱藏的原則,保證了安全性還可以節(jié)省內(nèi)存。

靜態(tài)成員的定義或聲明要加個關(guān)鍵static。靜態(tài)成員可以通過雙冒號來使用即<類名>::<靜態(tài)成員名>。

在C++中類的靜態(tài)成員變量和靜態(tài)成員函數(shù)是個容易出錯的地方,本文先通過幾個例子來總結(jié)靜態(tài)成員變量和成員函數(shù)使用規(guī)則,再給出一個實例來加深印象。希望閱讀本文可以使讀者對類的靜態(tài)成員變量和成員函數(shù)有更為深刻的認(rèn)識。

第一個例子,通過類名調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)和非靜態(tài)成員函數(shù)

復(fù)制代碼 代碼如下:

class Point
{
public:   
       void init()
       { 
       }
       static void output()
       {
       }
};
void main()
{
       Point::init();
       Point::output();
}

編譯出錯:error C2352: 'Point::init' : illegal call of non-static member function
結(jié)論1:不能通過類名來調(diào)用類的非靜態(tài)成員函數(shù)。
 
第二個例子,通過類的對象調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)和非靜態(tài)成員函數(shù)
將上例的main()改為:
復(fù)制代碼 代碼如下:

void main()
{
       Point pt;
       pt.init();
       pt.output();
}

編譯通過。
結(jié)論2:類的對象可以使用靜態(tài)成員函數(shù)和非靜態(tài)成員函數(shù)。
 
第三個例子,在類的靜態(tài)成員函數(shù)中使用類的非靜態(tài)成員
復(fù)制代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
class Point
{
public:   
       void init()
       { 
       }
       static void output()
       {
              printf("%d\n", m_x);
       }
private:
       int m_x;
};
void main()
{
       Point pt;
       pt.output();
}

編譯出錯:error C2597: illegal reference to data member 'Point::m_x' in a static member function
因為靜態(tài)成員函數(shù)屬于整個類,在類實例化對象之前就已經(jīng)分配空間了,而類的非靜態(tài)成員必須在類實例化對象后才有內(nèi)存空間,所以這個調(diào)用就出錯了,就好比沒有聲明一個變量卻提前使用它一樣。
結(jié)論3:靜態(tài)成員函數(shù)中不能引用非靜態(tài)成員。
 
第四個例子,在類的非靜態(tài)成員函數(shù)中使用類的靜態(tài)成員
復(fù)制代碼 代碼如下:

class Point
{
public:   
       void init()
       { 
              output();
       }
       static void output()
       {
       }
};
void main()
{
       Point pt;
       pt.output();
}

編譯通過。
結(jié)論4:類的非靜態(tài)成員函數(shù)可以調(diào)用用靜態(tài)成員函數(shù),但反之不能。

第五個例子,使用類的靜態(tài)成員變量
復(fù)制代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
class Point
{
public:   
       Point()
       { 
              m_nPointCount++;
       }
       ~Point()
       {
              m_nPointCount--;
       }
       static void output()
       {
              printf("%d\n", m_nPointCount);
       }
private:
       static int m_nPointCount;
};
void main()
{
       Point pt;
       pt.output();
}

按Ctrl+F7編譯無錯誤,按F7生成EXE程序時報鏈接錯誤
error LNK2001: unresolved external symbol "private: static int Point::m_nPointCount" (?m_nPointCount@Point@@0HA)

這是因為類的靜態(tài)成員變量在使用前必須先初始化。
在main()函數(shù)前加上int Point::m_nPointCount = 0;
再編譯鏈接無錯誤,運行程序?qū)⑤敵?。
結(jié)論5:類的靜態(tài)成員變量必須先初始化再使用。
 
結(jié)合上面的五個例子,對類的靜態(tài)成員變量和成員函數(shù)作個總結(jié):
一。靜態(tài)成員函數(shù)中不能調(diào)用非靜態(tài)成員。

二。非靜態(tài)成員函數(shù)中可以調(diào)用靜態(tài)成員。因為靜態(tài)成員屬于類本身,在類的對象產(chǎn)生之前就已經(jīng)存在了,所以在非靜態(tài)成員函數(shù)中是可以調(diào)用靜態(tài)成員的。

三。靜態(tài)成員變量使用前必須先初始化(如int MyClass::m_nNumber = 0;),否則會在linker時出錯。

再給一個利用類的靜態(tài)成員變量和函數(shù)的例子以加深理解,這個例子建立一個學(xué)生類,每個學(xué)生類的對象將組成一個雙向鏈表,用一個靜態(tài)成員變量記錄這個雙向鏈表的表頭,一個靜態(tài)成員函數(shù)輸出這個雙向鏈表。

復(fù)制代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
const int MAX_NAME_SIZE = 30; 

class Student 

public: 
    Student(char *pszName);
    ~Student();
public:
       static void PrintfAllStudents();
private: 
    char    m_name[MAX_NAME_SIZE]; 
    Student *next;
       Student *prev;
    static Student *m_head;
}; 

Student::Student(char *pszName)

    strcpy(this->m_name, pszName);

       //建立雙向鏈表,新數(shù)據(jù)從鏈表頭部插入。
    this->next = m_head;
       this->prev = NULL;
       if (m_head != NULL)
              m_head->prev = this;
    m_head = this; 


Student::~Student ()//析構(gòu)過程就是節(jié)點的脫離過程 

       if (this == m_head) //該節(jié)點就是頭節(jié)點。
       {
              m_head = this->next;
       }
       else
       {
              this->prev->next = this->next;
              this->next->prev = this->prev;
       }


void Student::PrintfAllStudents()
{
       for (Student *p = m_head; p != NULL; p = p->next)
              printf("%s\n", p->m_name);
}

Student* Student::m_head = NULL; 

void main() 
{  
       Student studentA("AAA");
       Student studentB("BBB");
       Student studentC("CCC");
       Student studentD("DDD");
       Student student("MoreWindows");
       Student::PrintfAllStudents();
}

程序?qū)⑤敵觯?br>


當(dāng)然在本例還可以增加個靜態(tài)成員變量來表示鏈表中學(xué)生個數(shù),如果讀者有興趣,就將這個作為小練習(xí)吧。

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