为什么/何时使用类数据成员而不定义该类的对象

Why/When would I want to use a class data member without defining an object of the class?

本文关键字：定义 对象 数据成员 何时使 为什么      更新时间：2023-10-16

在C++中，可以使用一个类的数据成员，而不定义该类的对象，方法是在公共部分中将该数据成员定义为static变量，如下面的代码示例所示。问题是，我为什么/什么时候想这样做？我该怎么做？

class ttime{
public:
    ttime(int h=0, int m=0, int s=0):hour(h), minute(m), second(s){}   //constructor with default intialization
    int& warning(){return hour;}
    void display()const{cout<<hour<<"t";}
    static int hello; 
    ~ttime(){}
private:
    int hour;
    int minute;
    int second;
};

main()
{
    ttime:: hello=11310; //Is this the way to use hello without creating an object of the class?
    cout << ttime:: hello;
    ttime hi(9); 
    hi.display();
    hi.warning()++;//the user is able to modify your class's private data, which is really bad! You should not be doing this!
    hi.display();
}

将类成员变量声明为static本质上使其成为该类的所有实例共享的单例对象。这对于计数器、信号量和锁以及需要由其他类成员共享的其他类型的数据非常有用。

声明它为public使该类的所有用户都可以访问它。不过，允许类变量由类外的函数修改通常是个坏主意。

另一方面，声明它为const是为类提供公共可读常量的常用方法。

示例

您的图书馆类别：

class Foo
{
public:
    // Version number of this code
    static const int    VERSION = 1;
private:
    // Counts the number of active Foo objects
    static int          counter = 0;
public:
    // Constructor
    Foo()
    {
        counter++;     // Bump the instance counter
        ...
    }
    // Destructor
    ~Foo()
    {
        counter--;     // Adjust the counter
        ...
    }
};

你图书馆的一些客户：

class Bar
{
public:
    // Constructor
    Bar()
    {
        // Check the Foo library version
        if (Foo::VERSION > 1)
            std::cerr << "Wrong version of class Foo, need version 1";
        ...
    }
};

在本例中，VERSION是类的一个静态常数，在这种情况下，它通知外部世界类中包含的代码版本。它是通过语法Foo::VERSION访问的。

另一方面，静态counter变量对类是私有的，因此只有Foo的成员函数才能访问它。在这种情况下，它被用作活动Foo对象数量的计数器。

如前所述，静态成员变量作为"全局"变量工作，但在类命名空间内。因此，它对于计数器或对象之间的共享资源非常有用。

在"public static"修饰符的情况下，很容易看到它在库中的使用，以提供对常量和通用功能（静态方法）的访问。

例如，一个输入库可能有：

class KeyEvent
{
    public:
      static const int KEY_DOWN = 111;
      static const int KEY_UP = 112;
      ...
}
//And then in your code
#include <KeyEvent>
void poolEvent(Key *key)
{
    if(key->type() == KeyEvent::KEY_DOWN)
      ...
}

我目前不熟悉静态的c++语法。但在c++-cli（.net，Visual c++）中，::是正确的
用于静态：
在许多情况下，使用它们是有意义的。通常，当您希望存储属于类本身（意味着类的所有对象）而不是单个对象/实例的信息时。

尽管structs的staticconstexpr数据成员最初并不是为此目的而发明的，但它们是模板元编程的支柱。只需查看limits标准库头作为一个简单的示例。

例如，我们可以围绕内置的sizeof运算符定义一个包装器。虽然它本身相当无用，但它有望给出正确的想法。

#include <iostream>
template<typename T>
struct Calipers
{
  static constexpr auto size = sizeof(T);
};
int
main()
{
  std::cout << "short:   " << Calipers<short>::size   << "n";
  std::cout << "int:     " << Calipers<int>::size     << "n";
  std::cout << "long:    " << Calipers<long>::size    << "n";
  std::cout << "float:   " << Calipers<float>::size   << "n";
  std::cout << "double:  " << Calipers<double>::size  << "n";
}

可能输出：

short:   2
int:     4
long:    8
float:   4
double:  8

它类似于全局变量，只是它没有在全局命名空间中定义。

您可以在引入名称空间之前编写的C++代码中找到它，或者在更有用的模板元编程中找到它。

总的来说，我不建议像您的例子那样使用它，并且希望尽可能避免全局状态。否则，您最终会得到难以测试的代码。

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