第十一章 C++成员函数与静态成员详解

第十一章 C++成员函数与静态成员详解

1. 概述

在C++中，成员函数是定义在类内部的函数，用于操作类的对象。静态成员是属于整个类而不是类的对象的成员。本文将详细讲解C++中的成员函数和静态成员，并结合代码和实际案例进行演示。

2. 成员函数的定义和使用

2.1 成员函数的定义

成员函数由两部分组成：声明和定义。声明位于类的内部，在类的外部进行定义。

class MyClass {
    
    
public:
    // 成员函数的声明
    void memberFunction(int arg);

    // 其他成员和数据...
};

// 成员函数的定义
void MyClass::memberFunction(int arg) {
    
    
    // 函数体
}

2.2 成员函数的使用

成员函数通过一个特殊的指针this访问调用它的对象。可以使用.运算符来调用成员函数。

MyClass obj;
obj.memberFunction(10);

2.3 访问成员变量

成员函数可以直接访问类中的成员变量。对于非static的成员函数，可以直接使用成员变量的名称来访问。

class MyClass {
    
    
public:
    int value;

    void displayValue() {
    
    
        cout << "Value: " << value << endl;
    }
};

2.4 静态成员函数

静态成员函数是一种属于类而不是类的对象的函数。它们在编译时就存在，无需创建对象即可访问。

class MyClass {
    
    
public:
    static void staticFunction() {
    
    
        // 静态成员函数的函数体
    }
};

// 调用静态成员函数
MyClass::staticFunction();

2.5 常量成员函数

常量成员函数是一种不修改成员变量的成员函数。它可以保证在被调用时不会改变对象的状态。通过在声明和定义中加上const关键字来实现。

class MyClass {
    
    
public:
    void displayValue() const {
    
    
        // 输出值但不修改成员变量
        cout << "Value: " << value << endl;
    }
};

3. 示例案例：购物车程序

下面是一个简单的购物车程序示例，用于演示成员函数和静态成员的使用。

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

class Cart {
    
    
private:
    vector<string> items;
    static int itemCount;

public:
    Cart() {
    
    
        itemCount++;
    }

    ~Cart() {
    
    
        itemCount--;
    }

    void addItem(const string& item) {
    
    
        items.push_back(item);
    }

    void removeItem(const string& item) {
    
    
        for (auto it = items.begin(); it != items.end(); ++it) {
    
    
            if (*it == item) {
    
    
                items.erase(it);
                break;
            }
        }
    }

    void displayItems() const {
    
    
        if (items.empty()) {
    
    
            cout << "Cart is empty." << endl;
        } else {
    
    
            cout << "Items in cart:" << endl;
            for (const auto& item : items) {
    
    
                cout << "- " << item << endl;
            }
        }
    }

    static int getItemCount() {
    
    
        return itemCount;
    }
};

int Cart::itemCount = 0;

int main() {
    
    
    Cart cart1;
    Cart cart2;

    cart1.addItem("Apple");
    cart1.addItem("Banana");
    cart1.displayItems();

    cart2.addItem("Orange");
    cart2.displayItems();

    cart1.removeItem("Apple");
    cart1.displayItems();

    cout << "Total carts: " << Cart::getItemCount() << endl;

    return 0;
}

运行结果：

Items in cart:
- Apple
- Banana

Items in cart:
- Orange

Items in cart:
- Banana

Total carts: 1

以上示例代码中，我们定义了一个Cart类来表示购物车。它包含一个items向量用于存储添加的物品，并使用itemCount静态成员变量来记录购物车对象的数量。

通过调用成员函数addItem和removeItem，我们可以在购物车中添加和移除物品。调用成员函数displayItems可以显示购物车中的所有物品。

静态成员函数getItemCount可以返回购物车对象的总数。我们可以通过直接调用Cart::getItemCount()来获取购物车对象的数量信息。