Статические члены данных

Вся история человечества развивается по спирали.. Мы делаем шаг назад, переосмысливаем ценности и, после этого, совершаем несколько смелых шагов вперед! Перед тем как приступить к рассмотрению нового материала, давайте вспомним, что такое класс памяти static. Объявления, использующие класс памяти static имеют важное практическое применение. Оно заключается в том, что локальная переменная сохраняет предыдущее значение при повторном входе в блок. Тоже самое мы не можем сказать об обычных автоматических переменных, которые теряют свои значения при выходе из блока и в дальнейшем инициализируются заново. Рассмотрим пример:

#include <iostream.h>

int f()

{

static int call_me=0; //вот и объявление статической переменной

++call_me; //увеличим ее на 1

return call_me; //возвратим результат

}

void main()

{

cout<<"Static test only\n"; //начинаем тест класса памяти static

cout<<"First calling ->"<<f()<<endl;//первый вызов функции - вывод на экран 1

cout<<"Second calling ->"<<f()<<endl;//второй вызов функции - вывод на экран 2

cout<<"Third calling ->"<<f()<<endl;//третий вызов функции - вывод на экран 3

cout<<"So, you may see result\n"<<endl;//правильный ли результат?

}

Давайте анализировать. Когда функция вызывается в первый раз, переменная call_me инициализируется нулем. При выходе из функции значение call_me сохраняется в памяти. Когда функция вызывается снова, call_me НЕ переинициализируется; она хранит свое значение с последнего вызова функции.

Также напомним, что в С++ статические переменные, которые не были инициализированы программистом, инициализируются нулем самой системой. Это утверждение относится к массивам, строкам, указателям и структурам. Для массивов и строк это означает, что каждый элемент инициализируется нулем, для структур - что каждый член будет инициализирован нулем.

Надеемся, Вы освежили свои знания о статических данных (т.е. данных, которые объявлены с классом памяти static). Этот же класс памяти Вы можете использовать и в классах. Другими словами, члены данных (т.е. переменные и функции описанные в классе), могут быть объявлены с использованием модификатора класса памяти static. Аналогично рассмотреному примеру со статической локальной переменной, член данных, который объявлен как static, доступен всем членам-данным своего класса и хранится в одном месте. Снова напомним, что нестатические члены данных создаются для каждого экземпляра класса. Например,

#include <iostream.h>

class Test{

private:

int a;

public:

Test():a(0){};

int GetA();

void SetA(int b);

friend ostream& operator << (ostream& put, Test example);

};

int Test::GetA()

{

return a;

}

void Test::SetA(int b)

{

a=b;

}

ostream& operator << (ostream& put, Test example)

{

return (put<<"Value a is "<<example.GetA()<<endl);

}

void main()

{

Test var1, var2;

var1.SetA(10);

var2.SetA(20);

cout<<var1;

cout<<var2;

}

Итак, мы с Вами убедились, что для каждого экземпляра класса создаются свои собственные нестатические члены данных. То есть каждый экземпляр класса имеет различные переменные.

Если бы не наличие статических членов данных, сведения, необходимые всем экземплярам класса, должны были бы объявляться глобальными. Это разорвало бы отношения между данными и их классом. Статический член позволяет данным класса, которые не являются специфичными для отдельного объекта, существовать в области видимости класса.

Так как статический член данных не зависит от конкретного экзмпляра, к нему можно обратиться следующим образом:

имя-класса::идентификатор

Подозреваем что у Вас возник вопрос: "А какое практическое применение статических данных?". Давайте рассмотрим пример и найдем вместе ответ на заданный вопрос. В примере используется статический член данных ObjectCount , который отвечает за количество существующих экземпляров класса. Другими словами, при каждом создании нового объекта этот счетчик увеличивается на 1, при удалении объекта - уменьшается. Таким образом, в любой момент времени, мы можем четко знать сколько существует экземпляров данного класса.

#include <iostream.h>

class Test{

public:

Test(){//конструктор

cout<<"Default constructor\n";

ObjectCount++;//увеличили счетчик экземпларов класса

}

~Test(){//деструктор

cout<<"Destructor\n";

ObjectCount--;//уменьшили счетчик экземпларов класса

}

static int ObjectCount;

};

//для классов необходимо инициализировать статические данные

//причем, это делается вне области класса.

int Test::ObjectCount=0;

void main()

{

//вывод на экран строки "Сейчас существует столько-то объектов"

cout<<"Now exist "<<Test::ObjectCount<<"object(s)"<<endl;

Test var1;

cout<<"Now exist "<<Test::ObjectCount<<"object(s)"<<endl;

Test *var2;

var2=new Test;

cout<<"Now exist "<<Test::ObjectCount<<"object(s)"<<endl;

delete var2;

cout<<"Now exist "<<Test::ObjectCount<<"object(s)"<<endl;

}

Несложно?.. Тогда попробуйте поэксперементировать с примером (удалите инициализацию статической переменной; объявите статическую переменную как закрытую (используя спецификатор доступа private)).

Теперь рассмотрим еще один нюанс при использовнии статических членов данных. Если функция объявлена как статическая, то она не может явно обращаться к нестатическим членам-данным. Например:

class Test{

public:

bool flag;

static int ObjectCount;

static void POut()

{

flag=true; //ОШИБКА!!! flag - это

//НЕСТАТИЧЕСКИЙ член-даных

cout<<ObjectCount;//а здесь все в порядке

}

};

Сейчас, когда у Вас за спиной есть солидный багаж знаний, Вы наверняка догодались, почему нельзя в статических членах-функциях обращаться к нестатическим членам-данным класса напрямую. Конечно, все завязано на указателе this. Если НЕстатические функции-члены класса получают неявно указатель this, то статические функции-члены класса его не получают, так как статические члены-данных используются всеми экземплярами данного класса.