C++——静态成员和成员指针


静态成员

静态成员变量

静态成员变量:

  class 类名{
  		static 数据类型 变量;//声明
  };
  数据类型 类名::变量 = 初值;//定义和初始化
  • 普通成员变量属于对象,而静态成员变量不属于对象。
  • 静态成员变量和全局变量类似,存储在全局区,可以把静态成员变量理解成被限制在类中使用的全局变量。
  • 使用方式:
  类名::静态成员变量;//推荐
  对象.静态成员变量;//和上面等价

代码示例

  • static.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
class A{
public:
    //普通成员变量在构造函数中定义和初始化
    A(int data=0):m_data(data){}
    int m_data;
    static int s_data;//声明
};
//静态成员变量的定义和初始化要在类的外部完成
int A::s_data = 100;//定义
int main(void)
{
    A a(200);
    //静态成员变量不属于对象
    cout << sizeof(a) << endl;//4
    
    //静态成员变量可以通过"类名::"去访问
    cout << A::s_data << endl;//100
    //普通的成员变量必须通过对象去访问
    cout << a.m_data << endl;//200

    //静态成员变量也可以通过对象去访问
    cout << a.s_data << endl;//ok,100

    A a2(a);
    a2.m_data = 222;
    a2.s_data = 111;//A::s_data = 111

    cout << a.s_data << endl;//111
    cout << a.m_data << endl;//200

    return 0;

}
  • 执行结果
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静态成员函数

  class 类名{
  		static 返回类型 函数名(形参表){...}	
  };
  • 静态成员函数没有 this 指针,也没有常属性。
  • 使用:
	类名::静态成员函数(实参表);//推荐
	对象.静态成员函数(实参表);//和上面等价
  • 注:在静态成员函数中只能访问静态成员,不能访问非静态成员;在非静态成员函数中既可以访问静态成员也可以访问非静态成员。

代码示例

  • static_func.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
class A{
public:
    A(int data=0):m_data(data){}
    static void func1(void){
        cout << "静态成员函数" << endl;
        cout << s_data << endl;
        //cout << m_data << endl;
    }
    void func2(void){
        cout << "非静态成员函数" << endl;
        cout << s_data << endl;
        cout << m_data << endl;
    }
    int m_data;
    static int s_data;//声明
};
int A::s_data = 100;//定义
int main(void)
{
    A::func1();

    A a(200);
    a.func2();//A::func2(&a)
    return 0;

}
  • 执行结果
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单例模式

概念: 一个类只允许存在唯一的对象,并提供它的访问方法。

创建思路:

  • 禁止在类的外部创建对象:私有化构造函数。
  • 类的内部维护唯一的对象:静态成员变量。
  • 提供单例对象的访问方法:静态成员函数。

创建方式:

  • 饿汉式:无论用或者不用,程序启动即创建。
  • 懒汉式:用时创建,不用销毁。

代码示例

  • hungry.cpp
//单例模式:饿汉式
#include <iostream>
using namespace std;
class Singleton{
public:
    //3)使用静态成员函数获取单例对象
    static Singleton& getInstance(void){
        return s_instance;
    }
    void print(void)const{
        cout << m_data << endl;
    }
private:
    //1)私有化构造函数
    Singleton(int data=0):m_data(data){
        cout << "单例对象被创建了" << endl;
    }
    Singleton(const Singleton&);
private:
    int m_data;
    //2)使用静态成员变量表示唯一的单例对象
    static Singleton s_instance;
};
Singleton Singleton::s_instance(12345);
int main(void)
{
    cout << "main函数开始执行" << endl;
    //Singleton s(100);
    //Singleton* ps = new Singleton(100);
    Singleton& s1=Singleton::getInstance();
    Singleton& s2=Singleton::getInstance();
    Singleton& s3=Singleton::getInstance();

    cout << "&s1=" << &s1 << ",&s2=" <<
        &s2 << ",&s3=" << &s3 << endl;
    s1.print();
    s2.print();
    s3.print();

    return 0;
}
  • 执行结果
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  • lary.cpp

//单例模式:懒汉式
#include <iostream>
using namespace std;
class Singleton{
public:
    //3)使用静态成员函数获取单例对象
    static Singleton& getInstance(void){
        if(s_instance == NULL)
            s_instance=new Singleton(12345);
        s_count++;
        return *s_instance;
    }
    //单例对象不用即销毁
    //单例对象可能有多个使用者,应该是最后
    //一个使用者用release才去delete
    void release(void){
        if(--s_count == 0){
            delete s_instance;
            s_instance = NULL;
        }
    }
    void print(void)const{
        cout << m_data << endl;
    }
private:
    //1)私有化构造函数
    Singleton(int data=0):m_data(data){
        cout << "单例对象被创建了" << endl;
    }
    Singleton(const Singleton&);
    ~Singleton(void){
        cout << "单例对象被销毁了" << endl;
    }
private:
    int m_data;
    //2)使用静态成员变量表示唯一的单例对象
    static Singleton* s_instance;

    //计数:记录单例对象使用者的个数
    static int s_count;
};
Singleton* Singleton::s_instance = NULL;
int Singleton::s_count = 0;

int main(void)
{
    cout << "main函数开始执行" << endl;
    //Singleton s(100);
    //Singleton* ps = new Singleton(100);
    
    //s_count++ ==> 1
    Singleton& s1=Singleton::getInstance();
    //s_count++ ==> 2
    Singleton& s2=Singleton::getInstance();
    //s_count++ ==> 3
    Singleton& s3=Singleton::getInstance();

    cout << "&s1=" << &s1 << ",&s2=" <<
        &s2 << ",&s3=" << &s3 << endl;
    s1.print();
    s1.release();//--s_count,2
    
    s2.print();
    s3.print();

    s2.release();//--s_count,1
    s3.release();//--s_count,0 delete

    return 0;
}
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成员指针

成员变量指针

  • 定义
类型 类名::*成员指针变量名 = &类名::成员变量;
  • 使用
对象.*成员指针变量名;
对象指针->*成员指针变量名;

成员函数指针

  • 定义
返回类型 (类名::*成员函数指针)(形参表) = &类名::成员函数名;
  • 使用
	(对象.*成员函数指针)(实参表)
	(对象->*成员函数指针)(实参表)
  “.*”称为直接成员解引用操作符
  “->*”称为间接成员解引用操作符

代码示例

  • memptr.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
class Student{
public:
    Student(const string& name)
        :m_name(name){}
    void who(void){
        cout << "我叫" << m_name << endl;
    }
    string m_name;
};
int main(void)
{
    //成员变量指针
    string Student::*pname 
        = &Student::m_name;
    //成员函数指针
    void (Student::*pwho)(void) 
        = &Student::who;
    Student s("王建立");
    cout << s.*pname << endl;
    (s.*pwho)();

    return 0;
}

  • 执行结果
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