C++ static靜態(tài)成員函數詳解

在類(lèi)中，static 除了可以聲明靜態(tài)成員變量，還可以聲明靜態(tài)成員函數。普通成員函數可以訪(fǎng)問(wèn)所有成員（包括成員變量和成員函數），靜態(tài)成員函數只能訪(fǎng)問(wèn)靜態(tài)成員。

編譯器在編譯一個(gè)普通成員函數時(shí)，會(huì )隱式地增加一個(gè)形參 this，并把當前對象的地址賦值給 this，所以普通成員函數只能在創(chuàng )建對象后通過(guò)對象來(lái)調用，因為它需要當前對象的地址。而靜態(tài)成員函數可以通過(guò)類(lèi)來(lái)直接調用，編譯器不會(huì )為它增加形參 this，它不需要當前對象的地址，所以不管有沒(méi)有創(chuàng )建對象，都可以調用靜態(tài)成員函數。

普通成員變量占用對象的內存，靜態(tài)成員函數沒(méi)有 this 指針，不知道指向哪個(gè)對象，無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)對象的成員變量，也就是說(shuō)靜態(tài)成員函數不能訪(fǎng)問(wèn)普通成員變量，只能訪(fǎng)問(wèn)靜態(tài)成員變量。

普通成員函數必須通過(guò)對象才能調用，而靜態(tài)成員函數沒(méi)有 this 指針，無(wú)法在函數體內部訪(fǎng)問(wèn)某個(gè)對象，所以不能調用普通成員函數，只能調用靜態(tài)成員函數。

靜態(tài)成員函數與普通成員函數的根本區別在于：普通成員函數有 this 指針，可以訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)中的任意成員；而靜態(tài)成員函數沒(méi)有 this 指針，只能訪(fǎng)問(wèn)靜態(tài)成員（包括靜態(tài)成員變量和靜態(tài)成員函數）。

下面是一個(gè)完整的例子，該例通過(guò)靜態(tài)成員函數來(lái)獲得學(xué)生的總人數和總成績(jì)：

#include <iostream>
using namespace std;

class Student{
public:
    Student(char *name, int age, float score);
    void show();
public:  //聲明靜態(tài)成員函數
    static int getTotal();
    static float getPoints();
private:
    static int m_total;  //總人數
    static float m_points;  //總成績(jì)
private:
    char *m_name;
    int m_age;
    float m_score;
};

int Student::m_total = 0;
float Student::m_points = 0.0;

Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){
    m_total++;
    m_points += score;
}
void Student::show(){
    cout<<m_name<<"的年齡是"<<m_age<<"，成績(jì)是"<<m_score<<endl;
}
//定義靜態(tài)成員函數
int Student::getTotal(){
    return m_total;
}
float Student::getPoints(){
    return m_points;
}

int main(){
    (new Student("小明", 15, 90.6)) -> show();
    (new Student("李磊", 16, 80.5)) -> show();
    (new Student("張華", 16, 99.0)) -> show();
    (new Student("王康", 14, 60.8)) -> show();

    int total = Student::getTotal();
    float points = Student::getPoints();
    cout<<"當前共有"<<total<<"名學(xué)生，總成績(jì)是"<<points<<"，平均分是"<<points/total<<endl;

    return 0;
}

運行結果：
小明的年齡是15，成績(jì)是90.6
李磊的年齡是16，成績(jì)是80.5
張華的年齡是16，成績(jì)是99
王康的年齡是14，成績(jì)是60.8
當前共有4名學(xué)生，總成績(jì)是330.9，平均分是82.725

總人數 m_total 和總成績(jì) m_points 由各個(gè)對象累加得到，必須聲明為 static 才能共享；getTotal()、getPoints() 分別用來(lái)獲取總人數和總成績(jì)，為了訪(fǎng)問(wèn) static 成員變量，我們將這兩個(gè)函數也聲明為 static。

在C++中，靜態(tài)成員函數的主要目的是訪(fǎng)問(wèn)靜態(tài)成員。getTotal()、getPoints() 當然也可以聲明為普通成員函數，但是它們都只對靜態(tài)成員進(jìn)行操作，加上 static 語(yǔ)義更加明確。

和靜態(tài)成員變量類(lèi)似，靜態(tài)成員函數在聲明時(shí)要加 static，在定義時(shí)不能加 static。靜態(tài)成員函數可以通過(guò)類(lèi)來(lái)調用（一般都是這樣做），也可以通過(guò)對象來(lái)調用，上例僅僅演示了如何通過(guò)類(lèi)來(lái)調用。