第11课 - 类的静态成员
1. 成员变量的回顾
通过对象名能够访问public成员变量。
每个对象都可以有只属于自己的成员变量。
成员变量不能在对象之间共享。
2. 新的需求
统计类在程序运行期间有多少个对象同时存在；保证程序的安全性，并随时可以获取对象的数目。
3. 类的静态成员
在C++中可以定义静态成员变量和静态成员函数。
静态成员属于整个类所有，不需要依赖任何对象。
可以通过类名直接访问public静态成员。
可以通过对象名访问public静态成员。
静态成员函数可以直接访问静态成员变量。
l 静态成员变量的定义
在定义时直接通过static关键字修饰。
静态成员变量不依赖于任何对象，需要在类外单独分配空间。
语法规则：Type ClassName::VarName。
l 静态成员函数的定义
在定义时直接通过static关键字修饰。
其余部分与普通成员函数定义相同。
l 示例：
例子：
#include <stdio.h>
class Test
{
private:
static int cI;
public:
static int GetI()
{
return cI;
}
static void SetI(int i)
{
cI = i;
}
void print()
{
printf("cI = %d ", cI);
}
};
int Test::cI = 0;
int main()
{
Test::SetI(5);
printf("Test::cI = %d ", Test::GetI());
Test t1;
Test t2;
t1.print();
t2.print();
t1.SetI(10);
t2.print();
printf("Test::cI = %d ", Test::GetI());
printf("Press any key to continue...");
getchar();
return 0;
}
运行结果：
Test::cI = 5
cI = 5
cI = 5
cI = 10
Test::cI = 10
l 从命名空间的角度
类的静态成员只是类这个命名空间中的全局变量和全局函数。
不同之处只是，类可以对静态成员进行访问权限的限制，而命名空间不行。
l 从面向对象的角度
类的静态成员属于类概念本身。
类的所有对象共享相同的静态成员。
2. 静态成员的应用—统计某个类的对象数目
#include <stdio.h>
class Test
{
private:
static int cCount;
public:
static int GetCount()
{
return cCount;
}
Test()
{
cCount++;
}
~Test()
{
cCount--;
}
};
int Test::cCount; //cCount在没有初始化的时候，静态全局变量的初始值是0。因为全//局变量和静态变量的默认初始值都是0。
void run()
{
Test ta[100];
printf("Number of Object: %d ", Test::GetCount());
}
int main()
{
Test t1;
Test t2;
printf("Number of Object: %d ", Test::GetCount());
run(); //run返回之后它其中的局部变量就会被销毁。
printf("Number of Object: %d ", Test::GetCount());
printf("Press any key to continue...");
getchar();
return 0;
}
运行结果：
Number of Object: 2
Number of Object: 102
Number of Object: 2
问题：静态成员函数和普通成员函数有什么区别？
3. C++对象模型初步探索
struct C1
{
int i;
int j;
short k;
short l;
}；
class C2
{
int i;
int j;
short k;
short l;
}；
struct C3
{
int i;
int j;
short k;
short l;
static int c; //定义在静态空间上，不依赖任何对象的存在。
public:
C3()
{
}
void print()
{
}
}；
sizeof(C1) = sizeof(C2) = sizeof(C3) = 12
C++类对象中的成员变量和成员函数是分开存储的
成员变量:
普通成员变量：存储于对象中，与struct变量有相同的内存布局和字节对齐方式。
静态成员变量：存储于全局数据区中。
成员函数:
存储于代码段中。
C++中的class从面向对象理论出发，将变量和函数集中定义在一起，用于描述现实世界中的类。从计算机的角度，程序依然由数据段和代码段构成。
4. C++编译器如何完成面向对象理论到计算机程序的转化
class Test
{
private:
int ml;
public:
Test(int i)
{
ml =i;
}
int getI()
{
return mI;
}
static void Print()
{
printf(“This is class Test. ”);
}
};
Test a(10);
a.getI();
Test::Print();
上面的程序经过C++编译器的内部处理变为：
struct Test
{
int mI;
};
void Test_initialize(Test* pThis, int i)
{
pThis->mI = i;
}
int Test_getI(Test* pThis)
{
return pThis->mI;
}
void Test_Print()
{
printf(“This is class Test. ”);
}
Test a;
Test_initialize(&a, 10);
Test_getI(&a);
Test_Print();
5. 静态成员函数与普通成员函数的区别
静态成员函数不包含指向具体对象的指针。
普通成员函数包含一个指向具体对象的指针。
C++中类的普通成员函数都隐式包含一个指向当前对象的this指针。
6. 程序—静态成员与非静态成员的区别
#include <stdio.h>
class Test
{
int i;
int j;
int k;
static int c;
public:
Test(int i, int j, int k)
{
this->i = i;
this->j = j;
this->k = k;
}
void print()
{
printf("Object Address: %08X ", this);
printf("&c = %08X, c = %d ", &c, c);
printf("&i = %08X, i = %d ", &i, i);
printf("&j = %08X, j = %d ", &j, j);
printf("&k = %08X, k = %d ", &k, k);
}
};
int Test::c;
int main()
{
Test t1(0, 1, 2);
Test t2(3, 4, 5);
printf("t1 Address: %08X ", &t1);
t1.print();
printf("t2 Address: %08X ", &t2);
t2.print();
printf("Press any key to continue...");
getchar();
return 0;
}
小结：
C++类中可以包含属于类概念的静态成员。
静态成员变量在全局数据区分配空间。
静态成员函数不包含隐藏的this指针。
通过类名可以直接访问静态成员。
通过对象名可以访问静态成员，所有的对象可以共享同一个类的静态成员。