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C++ 類的靜態(tài)成員深入解析

更新時(shí)間：2013年09月29日 08:48:57 作者：

在C++中類的靜態(tài)成員變量和靜態(tài)成員函數(shù)是個(gè)容易出錯(cuò)的地方，本文先通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)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(gè)實(shí)例來(lái)加深印象

在C++中，靜態(tài)成員是屬于整個(gè)類的而不是某個(gè)對(duì)象，靜態(tài)成員變量只存儲(chǔ)一份供所有對(duì)象共用。所以在所有對(duì)象中都可以共享它。使用靜態(tài)成員變量實(shí)現(xiàn)多個(gè)對(duì)象之間的數(shù)據(jù)共享不會(huì)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(gè)關(guān)鍵static。靜態(tài)成員可以通過(guò)雙冒號(hào)來(lái)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(gè)容易出錯(cuò)的地方，本文先通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)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(gè)實(shí)例來(lái)加深印象。希望閱讀本文可以使讀者對(duì)類的靜態(tài)成員變量和成員函數(shù)有更為深刻的認(rèn)識(shí)。

第一個(gè)例子，通過(guò)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(cuò)：error C2352: 'Point::init' : illegal call of non-static member function
結(jié)論1：不能通過(guò)類名來(lái)調(diào)用類的非靜態(tài)成員函數(shù)。

第二個(gè)例子，通過(guò)類的對(duì)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(guò)。
結(jié)論2：類的對(duì)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(gè)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(cuò)：error C2597: illegal reference to data member 'Point::m_x' in a static member function
因?yàn)殪o態(tài)成員函數(shù)屬于整個(gè)類，在類實(shí)例化對(duì)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(shí)例化對(duì)象后才有內(nèi)存空間，所以這個(gè)調(diào)用就出錯(cuò)了，就好比沒(méi)有聲明一個(gè)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(gè)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(guò)。
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(gè)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(wú)錯(cuò)誤，按F7生成EXE程序時(shí)報(bào)鏈接錯(cuò)誤
error LNK2001: unresolved external symbol "private: static int Point::m_nPointCount" (?m_nPointCount@Point@@0HA)

這是因?yàn)轭惖撵o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(wú)錯(cuò)誤，運(yùn)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(gè)例子，對(duì)類的靜態(tài)成員變量和成員函數(shù)作個(gè)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?yàn)殪o態(tài)成員屬于類本身，在類的對(duì)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(huì)在linker時(shí)出錯(cuò)。

再給一個(gè)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(gè)例子建立一個(gè)學(xué)生類，每個(gè)學(xué)生類的對(duì)象將組成一個(gè)雙向鏈表，用一個(gè)靜態(tài)成員變量記錄這個(gè)雙向鏈表的表頭，一個(gè)靜態(tài)成員函數(shù)輸出這個(gè)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(guò)程就是節(jié)點(diǎn)的脫離過(guò)程  
{  
       if (this == m_head) //該節(jié)點(diǎn)就是頭節(jié)點(diǎn)。
       {
              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();
}