6. C++类的静态成员

一、对象的生产期

• 生存期：对象从诞生到结束的这段时间
• 生存期分为静态生存期和动态生存期

1.1 静态生存期

• 对象的生存期与程序的运行期相同，则称它具有静态生存期
• 在文件作用域中声明的对象都是具有静态生存期的
• 若在函数内部的局部作用域中声明具有静态生存期的对象，则要使用static关键字
  • 局部作用域中静态变量的特点：
    • 不会随着每次函数调用而产生一个副本，也不会随着函数返回而失效，该变量会在各次调用间共享

1.2 动态生存期

• 非静态变量的对象都具有动态生存期
• 在局部作用域中声明的具有动态生存期的对象，也称为局部生存期对象，它诞生于声明点，结束于声明所在的块执行完毕之时

二、类的静态成员

2.1 类静态成员的特点

• 用关键字static声明
• 为该类的所有对象共享，静态数据成员具有静态生存周期
• 必须在类外定义和初始化，用 “ :: ” 来指明所属的类
  • “ :: ” 是作用域操作符

2.2 为什么需要静态数据成员？

示例：

#include <iostream>
using namespace std;// 一个点类，点的属性：坐标
class Point{
private:int x, y;
public:Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y){ } ~Point() { }int getX() { return x; }int getY() { return y; }
};

上述代码是一个点类的模板，每新创建一个点类对象都会调用一次上述函数

每个类的实例都创建都创建一个独立的对象，每个对象都复制了类的数据或属性

每个对象管理各自得属性值

• 假设增加一个需求：统计点的总个数。考虑添加一个计数的数据成员

• 要求：

  • 必须在任何时候都能在每个Student对象中使用加法函数
  • 当生成一个新的Student实例的时候，必须保证，所有Student对象都实现了总人数的计数

  class Point{
  private:int x, y;int count;	// 用于记录点的个数
  public:Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y){ } ~Point() { }int getX() { return x; }int getY() { return y; }void addCount() { count++; }void showCount() {count << " Object count = " << count << endl;}
  };
  

  

  上述代码存在的问题：

  • 每次新定义一个点类，都要手动的修改count值，定义第1个则count改为1，定义第2个则count改为2，同时要将第1个对象的count值改为2，定义第3个则count改为3，同时要将第1个和第2个对象的count值改为3……

  解决办法：指定count为一个静态数据成员

  
  • 局部静态变量的生存期域程序的运行时间相同
  • count仍然是局部变量，可以看成是所有Point对象共享的一般变量

  class Point{
  private:int x, y;static int count;	// 静态数据成员声明，用于记录点的个数
  public:Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y){ count++; } // 每次创建对象时都会自动调用，自动将对象个数加1~Point() { count--; }	// 每次撤销对象的时候自动调用，对象个数自动减1int getX() { return x; }int getY() { return y; }void showCount() {count << " Object count = " << count << endl;}
  };// 静态数据成员在类外定义和初始化，使用类名限定
  int Point::count = 0;int main() {Point a(4, 5);	// 定义对象a，其构造函数会使count加1cout << "Point A: " << a.getX() << ", " << a.getY();a.showCount();	// 输出对象个数Point b;	// 定义对象b，其构造函数会使count加1cout << "Point B: " << b.getX() << ", " << b.getY();b.showCount();	// 输出对象个数return 0;
  }
  

三、静态成员函数

• 类外代码可以使用类名和作用域操作符来调用静态成员函数
• 静态成员函数只能引用属于该类的静态数据成员或静态成员函数

示例：

class Point{
private:int x, y;static int count;	// 静态数据成员声明，用于记录点的个数
public:Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y){ count++; }   // 每次创建对象时都会自动调用，自动将对象个数加1~Point() { count--; }								// 每次撤销对象的时候自动调用，对象个数自动减1int getX() { return x; }int getY() { return y; }static void showCount() {count << " Object count = " << count << endl;}
};// 静态数据成员在类外定义和初始化，使用类名限定
int Point::count = 0;int main() {Point a(4, 5);	// 定义对象a，其构造函数会使count加1cout << "Point A: " << a.getX() << ", " << a.getY();Point::showCount();	// 输出对象个数Point b;	// 定义对象b，其构造函数会使count加1cout << "Point B: " << b.getX() << ", " << b.getY();Point::showCount();	// 输出对象个数return 0;
}