声明为static的类成员叫做类的静态成员,分为两种:
(1)静态成员变量:用static修饰的成员变量
(2)静态成员函数:用static修饰的成员函数
一、静态成员变量
如何计算A定义了多少个对象?
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. 4. class A 5. { 6. private: 7. static int _n;//仅仅只是声明,_n存在于静态区,属于整个类,也属于类的所有对象 8. }; 9. 10. int main() 11. { 12. A a1; 13. A a2; 14. A(); 15. 16. return 0; 17. }
所有对象要么是构造出来的,要么是拷贝构造出来的,因此要声明一个全局的成员变量,生命周期也必须是全局的,那么生命周期被改变了,这个成员变量就需要用static进行修饰,即静态成员变量,static int _n;
那么如何对_n进行定义初始化呢?如果在类内初始化,会导致每个对象都包含该静态成员。静态成员变量必须在类外定义和初始化的原因:
(1)声明不分配内存,定义会分配内存,如果在类内定义静态成员变量,那么每个对象初始化时都要为静态成员变量分配一块空间,会造成重复定义。
(2)静态成员和类处于同一级别,普通成员和对象处于同一级别。 类级别的成员,应先于类对象的存在而存在,且静态成员变量应被所有类对象共享,所以静态成员变量不能放在类内当对象初始化时才初始化。
如何在类外定义和初始化?虽然是私有静态成员变量,但是不受访问限定符限制:
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. 4. class A 5. { 6. public: 7. A()//构造函数 8. { 9. ++_n; 10. } 11. 12. A(const A& a)//拷贝构造函数 13. { 14. ++_n; 15. } 16. private: 17. static int _n;//n存在于静态区,属于整个类,不属于某个对象 18. }; 19. 20. //静态成员变量不受访问限定符限制,否则就没办法初始化了;声明时已经加了static,这里不需要再加static 21. int A::_n = 0;//在全局指定类域为A,并把值初始化为1 22. 23. int main() 24. { 25. A a1; 26. A a2; 27. A(); 28. 29. return 0; 30. }
现在只需要获取_n的值就可以了,它是私有的,我们获取不了。
有两种方式可以在类外面访问静态成员变量:
(1)修改静态成员变量的访问限定符,注掉private,就可以在类外获取_n的值:
①类名::静态成员变量
②对象.静态成员变量
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. 4. class A 5. { 6. public: 7. A()//构造函数 8. { 9. ++_n; 10. } 11. 12. A(const A& a)//拷贝构造函数 13. { 14. ++_n; 15. } 16. 17. //private: 18. static int _n;//n存在于静态区,属于整个类,不属于某个对象 19. }; 20. 21. int A::_n = 0; 22. 23. int main() 24. { 25. A a1; 26. A a2; 27. A(); 28. 29. //这三行访问的都是全局的_n,因此打印结果都一样 30. cout << A::_n << endl;//类名::静态成员变量 31. cout << a1._n << endl;//对象.静态成员变量 32. cout << a2._n << endl;//对象.静态成员变量 33. }
(2)在类外面访问要看访问限定符:如果这个静态成员变量_n就是私有的,在类外面无法访问,需要定义一个公有的成员函数访问静态成员变量,通过对象调用成员函数获取_n的值:
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. 4. class A 5. { 6. public: 7. A()//构造函数 8. { 9. ++_n; 10. } 11. 12. A(const A& a)//拷贝构造函数 13. { 14. ++_n; 15. } 16. 17. //获取静态成员变量的值 18. int getN() 19. { 20. return _n; 21. } 22. 23. private: 24. static int _n;//n存在于静态区,属于整个类,不属于某个对象 25. }; 26. 27. int A::_n = 0; 28. 29. int main() 30. { 31. A a1; 32. A a2; 33. 34. //这两行访问的都是全局的_n,因此打印结果都一样 35. cout << A().getN() << endl; 36. cout << a1.getN() << endl; 37. cout << a2.getN() << endl; 38. }
二、静态成员函数
静态成员函数跟普通函数区别:没有this指针,不能访问非静态成员。能访问静态成员是由于静态成员属于整个类,只要突破类域就能访问,突破类域有两种方式:
(1)对象可以帮助静态成员突破类域
(2)指定静态成员的类
因此一般定义一个静态成员函数来访问静态成员变量。
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. 4. class A 5. { 6. public: 7. A()//构造函数 8. { 9. ++_n; 10. } 11. 12. A(const A& a)//拷贝构造函数 13. { 14. ++_n; 15. } 16. 17. //静态成员函数,没有this指针,不能访问非静态成员 18. static int GetN() 19. { 20. //_a = 1;//不能访问非静态成员 21. return _n; 22. } 23. 24. private: 25. static int _n;//n存在于静态区,属于整个类,不属于某个对象 26. int _a; 27. }; 28. 29. int A::_n = 0; 30. 31. int main() 32. { 33. A a1; 34. A a2; 35. 36. //这三行访问的都是全局的_n,因此打印结果都一样 37. cout << A().GetN() << endl;//匿名对象可以帮助静态成员突破类域 38. cout << a1.GetN() << endl;//对象可以帮助静态成员突破类域 39. cout << A::GetN() << endl;//指定静态成员的类,让编译器到类里面去找 40. 41. }
三、static成员特性
1. 静态成员为所有类对象所共享,不属于某个具体的对象实例
2. 静态成员变量必须在类外定义,定义时不添加static关键字
3. 类静态成员可用类名::静态成员来访问,也可以用对象.静态成员来访问
4. 静态成员函数没有隐藏的this指针,不能访问任何非静态成员
5. 静态成员和类的普通成员一样,也有public、protected、private3种访问级别,也可以有返回值6. 普通成员只能通过对象访问,不能通过类名访问。
7. 静态成员函数与普通成员函数的根本区别在于:普通成员函数有 this 指针,可以访问类中的任意成员;而静态成员函数没有 this 指针,只能访问静态成员(包括静态成员变量和静态成员函数)
四、static成员OJ题
1.求1+2+3+......+n OJ链接
分析:根据要求,不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字及条件判断语句(A?B:C)
(1)为了让函数执行n次,可以定义n个类对象,自动调用n次构造函数,在构造函数里面实现i自增和连续求和。
(2)为了使变量自增到n,使用i++,i不能作为成员变量,否则每个对象都有一个i,应该让所有对象都共享这个i,i应被定义成static。
1. #include<iostream>//调试用 2. using namespace std;//调试用 3. 4. class Add 5. { 6. public: 7. Add()//构造函数内实现i自增和连续求和 8. { 9. _ret += _i; 10. _i++; 11. } 12. 13. static int GetRet() 14. { 15. return _ret; 16. } 17. 18. private: 19. static int _i; 20. static int _ret; 21. }; 22. 23. int Add::_i = 1; 24. int Add::_ret = 0; 25. 26. class Solution { 27. public: 28. int Sum_Solution(int n) { 29. Add arr[n];//为了调用n次构造函数,c++11支持,如果编译器不支持,就用Add *p = new Add[n]; 30. return Add::GetRet(); 31. } 32. }; 33. 34. //以下代码用于自己调试验证,不需要提交至OJ 35. int main() 36. { 37. Solution s; 38. cout << s.Sum_Solution(3) << endl; 39. return 0; 40. }
如果把静态成员变量定义成公有的,那么在Add类外可以直接访问这两个静态成员变量,就不需要在类里面获取静态变量的值了
1. #include<iostream>//调试用 2. using namespace std;//调试用 3. 4. class Add 5. { 6. public: 7. Add() 8. { 9. _ret += _i; 10. _i++; 11. } 12. 13. //定义成公有静态成员变量,不需要在类里面获取静态变量值的函数 14. static int _i; 15. static int _ret; 16. }; 17. 18. int Add::_i = 1; 19. int Add::_ret = 0; 20. 21. class Solution { 22. public: 23. int Sum_Solution(int n) { 24. Add::_i = 1; 25. Add::_ret = 0; 26. Add *p = new Add[n]; 27. 28. return Add::_ret; 29. } 30. }; 31. 32. //以下代码用于自己调试验证,不需要提交至OJ 33. int main() 34. { 35. Solution s; 36. cout << s.Sum_Solution(3) << endl; 37. return 0; 38. }
也可以把Solution类定义成Add类的友元:
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. 4. class Add 5. { 6. public: 7. friend class Solution; 8. Add()//构造函数内实现i自增和连续求和 9. { 10. _ret += _i; 11. _i++; 12. } 13. 14. private: 15. static int _i; 16. static int _ret; 17. }; 18. 19. int Add::_i = 1; 20. int Add::_ret = 0; 21. 22. class Solution { 23. public: 24. int Sum_Solution(int n) { 25. 26. Add* p = new Add[n]; 27. return Add::_ret; 28. } 29. }; 30. 31. //以下代码用于自己调试验证,不需要提交至OJ 32. int main() 33. { 34. Solution s; 35. cout << s.Sum_Solution(8) << endl; 36. return 0; 37. }
2.计算日期到天数转换 OJ链接
分析: (1)数组不存放每月天数,而是存放1月1日到该月月底的天数;
(2)闰年要特殊处理
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. 4. int main() 5. { 6. int year, month, day; 7. cin>>year>>month>>day; 8. 9. //直接存放1月1日到该月月底的天数 10. int daysArray[13] = {0,31,59,90,120,151,181,212,243,273,304,334,365}; 11. int n; 12. 13. n = daysArray[month-1]+day; 14. 15. //闰年时,月份大于2时,天数需要+1 16. if(month > 2 && ((year%4==0 && year%100!=0) || (year%400==0))) 17. { 18. n += 1; 19. } 20. 21. cout << n<< endl; 22. 23. }