3.9. Статические члены класса

Обычно экземпляр класса имеет собственную копию переменных-членов, принадлежащих классу. Однако, если переменная-член объявлена с использованием спецификатора static, возможно существование единственной копии этой переменной-члена независимо от того, сколько экземпляров класса создается (даже если не создается ни одного экземпляра). Например, следующий класс определен как статическая переменная Count.

class CTest

{

public:

static int Count;

// остаток определения класса ...

}

Независимо от того, сколько создается экземпляров класса CTest, для переменной-члена Count существует единственная копия.

В дополнение к объявлению статической переменной внутри класса, ее необходимо также определить и инициализировать снаружи, как глобальную переменную-член. Так как определение статических переменных помещено вне класса, необходимо описать класс, в котором они объявлены, используя операцию расширения области видимости (в этом примере CTest::). Например, можно определить и инициализировать переменную Count следующим образом.

// вне любого класса или функции

int CTest::Count = 0;

Поскольку статические переменные-члены класса существуют независимо от любого объекта класса, к ним можно получить доступ, используя имя класса и оператор расширения области видимости без ссылки на экземпляр класса, как показано в следующем примере.

void main()

{

CTest::Count = 1;

// ...

}

Статическую переменную можно воспринимать как нечто среднее между глобальной переменной и данными обычного типа, принадлежащими классу. Подобно глобальной переменной, такая переменная определяется и инициализируется вне функции. Фактически, она представляет единичную область памяти, которая существует на протяжении жизни всей программы. Однако, как и обычные переменные класса, она объявляется внутри класса, а доступ к ней может быть управляемым (т.е. открытым, закрытым или защищенным).

Можно также определить функцию-член класса с использованием спецификатора static, например:

class CTest

{

// ...

static int GetCount ()

{

// код функции ...

}

// ...

}

Статическая функция-член класса имеет следующие свойства.

• Программный код вне класса может вызвать функцию с использованием имени класса и оператора расширения области видимости без ссылки на экземпляр класса, который не нужен, даже если он существует, например:

void main ()

{

int Count = CTest::GetCount ();

// .. .

}

• Статическая функция-член непосредственно может ссылаться только на статические переменные и статические функции, принадлежащие ее классу. Так как эту функцию можно вызвать без ссылки на экземпляр класса, статическая фун­кция-член не имеет указателя this, содержащего адрес объекта. Следовательно, если она пытается получить непосредственный доступ к нестатическим переменным-членам, компилятор не сможет определить, какому объекту принадлежат переменные-члены.

Статические переменные-члены и функции-члены могут использоваться для хранения переменной, применяемой всем классом, или переменной, общей для всех экземпляров класса. Следующая программа иллюстрирует использование статических элементов для подсчета текущего количества экземпляров класса.

include <iostream.h>

class CTest

{

private:

static int Count;

public:

CTest ()

{

++Count;

}

~CTest ()

{

--Count;

}

static int GetCount ()

{

return Count;

};

};

int CTest::Count = 0;

void main ()

{

cout « CTest::GetCount () << " objects exist\n";

CTest Testl;

CTest *PTest2 = new CTest;

cout << CTest::GetCount () << " objects exist\n";

delete PTest2;

cout « CTest::GetCount 0 « " objects exist\n "

}

В результате будет напечатано следующее.

0 objects exist

2 objects exist

1 objects exist