武汉c培训
达内武汉中心

15271940953

热门课程

C++ static静态成员变量和静态成员函数

  • 时间:2016-04-26
  • 发布:武汉C++培训
  • 来源:c语言教程

一般情况下,如果有N个同类的对象,那么每一个对象都分别有自己的成员变量,不同对象的成员变量各自有值,互不相干。但是有时我们希望有某一个或几个成员变量为所有对象共有,这样可以实现数据共享。

可以使用全局变量来达到共享数据的目的。例如在一个程序文件中有多个函数,每一个函数都可以改变全局变量的值,全局变量的值为各函数共享。但是用全局变量的安全性得不到保证,由于在各处都可以自由地修改全局变量的值,很有可能偶然失误,全局变量的值就被修改,导致程序的失败。因此在实际开发中很少使用全局变量。

如果想在同类的多个对象之间实现数据共享,也不要用全局变量,那么可以使用静态成员变量

static静态成员变量

静态成员变量是一种特殊的成员变量,它以关键字 static 开头。例如:

    class Student{
    private:
    char *name;
    int age;
    float score;
    static int num; //将num定义为静态成员变量
    public:
    Student(char *, int, float);
    void say();
    };

这段代码声明了一个静态成员变量 num,用来统计学生的人数。


static 成员变量属于类,不属于某个具体的对象,这就意味着,即使创建多个对象,也只为 num 分配一份内存,所有对象使用的都是这份内存中的数据。当某个对象修改了 num,也会影响到其他对象。

static 成员变量必须先初始化才能使用,否则链接错误。例如:
int Student::num;  //初始化
也可以在初始化时赋初值:
int Student::num = 10;  //初始化同时赋值
初始化时可以不加 static,但必须要有数据类型。被 private、protected、public 修饰的 static 成员变量都可以用这种方式初始化。

注意:static 成员变量的内存空间既不是在声明类时分配,也不是在创建对象时分配,而是在初始化时分配。

static 成员变量既可以通过对象来访问,也可以通过类来访问。通过类来访问的形式为:

类名::成员变量;

例如:

    //通过类来访问
    Student::num = 10;
    //通过对象来访问
    Student stu;
    stu.num = 10;

这两种方式是等效的。


注意:static 成员变量与对象无关,不占用对象的内存,而是在所有对象之外开辟内存,即使不创建对象也可以访问。

下面来看一个完整的例子:

    #include <iostream>
    using namespace std;
    class Student{
    private:
    char *name;
    int age;
    float score;
    static int num; //将num定义为静态成员变量
    public:
    Student(char *, int, float);
    void say();
    };
    int Student::num = 0; //初始化静态成员变量
    Student::Student(char *name, int age, float score){
    this->name = name;
    this->age = age;
    this->score = score;
    num++;
    }
    void Student::say(){
    //在普通成员函数中可以访问静态成员变量
    cout<<name<<"的年龄是 "<<age<<",成绩是 "<<score<<"(当前共"<<num<<"名学生)"<<endl;
    }
    int main(){
    //使用匿名对象
    (new Student("小明", 15, 90))->say();
    (new Student("李磊", 16, 80))->say();
    (new Student("张华", 16, 99))->say();
    (new Student("王康", 14, 60))->say();
    return 0;
    }

运行结果:

小明的年龄是 15,成绩是 90(当前共1名学生)
李磊的年龄是 16,成绩是 80(当前共2名学生)
张华的年龄是 16,成绩是 99(当前共3名学生)
王康的年龄是 14,成绩是 60(当前共4名学生)

本例中将 num 声明为静态成员变量,每次创建对象时,会调用构造函数,将 num 的值加 1。之所以使用匿名对象,是因为每次创建对象后只会使用它的 say 函数,不再进行其他操作。不过请注意,使用匿名对象有内存泄露的风险。

关于静态数据成员的几点说明: 
1) 一个类中可以有一个或多个静态成员变量,所有的对象都共享这些静态成员变量,都可以引用它。

2) static 成员变量和普通 static 变量一样,编译时在静态数据区分配内存,到程序结束时才释放。这就意味着,static 成员变量不随对象的创建而分配内存,也不随对象的销毁而释放内存。而普通成员变量在对象创建时分配内存,在对象销毁时释放内存。

3) 静态成员变量必须初始化,而且只能在类体外进行。例如:
int Student::num = 10;
初始化时可以赋初值,也可以不赋值。如果不赋值,那么会被默认初始化,一般是 0。静态数据区的变量都有默认的初始值,而动态数据区(堆区、栈区)的变量默认是垃圾值。

4) 静态成员变量既可以通过对象名访问,也可以通过类名访问,但要遵循 private、protected 和 public 关键字的访问权限限制。当通过对象名访问时,对于不同的对象,访问的是同一份内存。

static静态成员函数

在类中,static 除了声明静态成员变量,还可以声明静态成员函数。普通成员函数可以访问所有成员变量,而静态成员函数只能访问静态成员变量。

我们知道,当调用一个对象的成员函数(非静态成员函数)时,系统会把当前对象的起始地址赋给 this 指针。而静态成员函数并不属于某一对象,它与任何对象都无关,因此静态成员函数没有 this 指针。既然它没有指向某一对象,就无法对该对象中的非静态成员进行访问。

可以说,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。由此决定了静态成员函数不能访问本类中的非静态成员。

静态成员函数可以直接引用本类中的静态数据成员,因为静态成员同样是属于类的,可以直接引用。在C++程序中,静态成员函数主要用来访问静态数据成员,而不访问非静态成员。

如果要在类外调用 public 属性的静态成员函数,要用类名和域解析符“::”。如:
Student::getNum();
当然也可以通过对象名调用静态成员函数,如:
stu.getNum();

下面是一个完整的例子,通过静态成员函数获得学生的平均成绩:

    #include <iostream>
    using namespace std;
    class Student{
    private:
    char *name;
    int age;
    float score;
    static int num; //学生人数
    static float total; //总分
    public:
    Student(char *, int, float);
    void say();
    static float getAverage(); //静态成员函数,用来获得平均成绩
    };
    int Student::num = 0;
    float Student::total = 0;
    Student::Student(char *name, int age, float score){
    this->name = name;
    this->age = age;
    this->score = score;
    num++;
    total += score;
    }
    void Student::say(){
    cout<<name<<"的年龄是 "<<age<<",成绩是 "<<score<<"(当前共"<<num<<"名学生)"<<endl;
    }
    float Student::getAverage(){
    return total / num;
    }
    int main(){
    (new Student("小明", 15, 90))->say();
    (new Student("李磊", 16, 80))->say();
    (new Student("张华", 16, 99))->say();
    (new Student("王康", 14, 60))->say();
    cout<<"平均成绩为 "<<Student::getAverage()<<endl;
    return 0;
    }

运行结果:

小明的年龄是 15,成绩是 90(当前共1名学生)
李磊的年龄是 16,成绩是 80(当前共2名学生)
张华的年龄是 16,成绩是 99(当前共3名学生)
王康的年龄是 14,成绩是 60(当前共4名学生)
平均成绩为 82.25

上面的代码中,将 num、total 声明为静态成员变量,将 getAverage 声明为静态成员函数。在 getAverage 函数中,只使用了 total、num 两个静态成员变量。
上一篇:武汉C++培训:C++ this指针详解
下一篇:C++类和new、delete操作符
选择城市和中心
贵州省

广西省

海南省