【C++面向对象】类的静态成员函数（static member functions）

一、静态成员函数的引入

在引入静态成员函数之前，C++语言要求所有的成员函数都必须经由该类的对象来调用。而实际上，只有当成员函数中有存取非静态数据成员时才需要类对象。类对象提供this指针给这种函数使用。这个this指针把“在成员函数中存取的非静态数据成员”绑定于“对象内对应的成员”身上。如果没有任何一个成员被直接存取，事实上就不需要this指针，因此也就不需要通过一个类对象来调用一个成员函数。不过C++语言到现在为止还不能识别这种情况。

这样在存取静态数据成员时产生了一些不规则性。如果把静态数据成员声明为nonpublic，就必须同成员函数来存取它。虽然可以不靠类对象来存取static member，但是存取函数必须绑定于类对象上。

看下面代码：

#include <iostream>using namespace std;class Test{
public:Test():val(10){};static int object_count_s();int object_count();private:int val;static int sta_val;
};int Test::sta_val = 20;int Test::object_count()
{//val = 10;cout << "nonstatic function is revoked!" << endl;cout << "sta_val = " << sta_val << endl;return 1;
}Test getObj()
{Test TestObj;cout << "function getObj is revoked" << endl;return TestObj;
}int main()
{((Test*)0)->object_count();return 0;
}

运行结果：

代码中函数object_count只引用了类的静态成员，本来可以不需要与类对象进行绑定。但是由于引入静态成员函数之前C++语言要求所有的成员函数必须经由类对象来调用，因此将0强制转化为一个class指针提供this指针实体。

但是某些时候我们需要独立于类对象之外的存取操作。程序上的解决方法是，将0强制转化为一个class指针，因而提供一个this指针。

语言上的解决方法是：引入静态成员函数。

二、静态成员函数的特性

静态成员函数的主要特性是没有this指针。它因此有以下特性：

（1）不能够直接存取类中的nonstatic members。

（2）不能被声明为const、volatile或virtual。

（3）不需要经过类对象才被调用。

“member selection”语法的使用时一种符号上的遍历，它会被转化为一个直接调用操作：

if(Test::object_count_s()>1)...

如果类对象是由某个表达式获得的，表达式仍然会被计算：

如下测试代码：

#include <iostream>using namespace std;class Test{
public:Test():val(10){};static int object_count_s();int object_count();private:int val;static int sta_val;
};int Test::sta_val = 20;inline int Test::object_count_s()
{cout << "static function is revoked!" << endl;return 1;
}int Test::object_count()
{return 1;
}Test getObj()
{Test TestObj;cout << "function getObj is revoked" << endl;return TestObj;
}int main()
{cout << typeid(&Test::object_count).name() << endl;cout << typeid(&Test::object_count_s).name() << endl;((Test*)0)->object_count_s();getObj().object_count_s();return 0;
}

运行结果：

可以发现表达式仍然被计算了。

如果去一个静态成员函数的地址，获得的将是其在内存中的位置。而且由于其没有this指针，其地址类型不是指向类成员函数的指针，而是一个非成员函数指针。上述代码给出了测试结果。