C++ static靜態(tài)成員函數(shù)詳解

在類中，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(shù)。普通成員函數(shù)可以訪問所有成員（包括成員變量和成員函數(shù)），靜態(tài)成員函數(shù)只能訪問靜態(tài)成員。

編譯器在編譯一個普通成員函數(shù)時，會隱式地增加一個形參 this，并把當(dāng)前對象的地址賦值給 this，所以普通成員函數(shù)只能在創(chuàng)建對象后通過對象來調(diào)用，因為它需要當(dāng)前對象的地址。而靜態(tài)成員函數(shù)可以通過類來直接調(diào)用，編譯器不會為它增加形參 this，它不需要當(dāng)前對象的地址，所以不管有沒有創(chuàng)建對象，都可以調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)。

普通成員變量占用對象的內(nèi)存，靜態(tài)成員函數(shù)沒有 this 指針，不知道指向哪個對象，無法訪問對象的成員變量，也就是說靜態(tài)成員函數(shù)不能訪問普通成員變量，只能訪問靜態(tài)成員變量。

普通成員函數(shù)必須通過對象才能調(diào)用，而靜態(tài)成員函數(shù)沒有 this 指針，無法在函數(shù)體內(nèi)部訪問某個對象，所以不能調(diào)用普通成員函數(shù)，只能調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)。

靜態(tài)成員函數(shù)與普通成員函數(shù)的根本區(qū)別在于：普通成員函數(shù)有 this 指針，可以訪問類中的任意成員；而靜態(tài)成員函數(shù)沒有 this 指針，只能訪問靜態(tài)成員（包括靜態(tài)成員變量和靜態(tài)成員函數(shù)）。

下面是一個完整的例子，該例通過靜態(tài)成員函數(shù)來獲得學(xué)生的總?cè)藬?shù)和總成績：

#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(shù)
    static int getTotal();
    static float getPoints();
private:
    static int m_total;  //總?cè)藬?shù)
    static float m_points;  //總成績
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<<"，成績是"<<m_score<<endl;
}
//定義靜態(tài)成員函數(shù)
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(dāng)前共有"<<total<<"名學(xué)生，總成績是"<<points<<"，平均分是"<<points/total<<endl;

    return 0;
}

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

總?cè)藬?shù) m_total 和總成績 m_points 由各個對象累加得到，必須聲明為 static 才能共享；getTotal()、getPoints() 分別用來獲取總?cè)藬?shù)和總成績，為了訪問 static 成員變量，我們將這兩個函數(shù)也聲明為 static。

在C++中，靜態(tài)成員函數(shù)的主要目的是訪問靜態(tài)成員。getTotal()、getPoints() 當(dāng)然也可以聲明為普通成員函數(shù)，但是它們都只對靜態(tài)成員進行操作，加上 static 語義更加明確。

和靜態(tài)成員變量類似，靜態(tài)成員函數(shù)在聲明時要加 static，在定義時不能加 static。靜態(tài)成員函數(shù)可以通過類來調(diào)用（一般都是這樣做），也可以通過對象來調(diào)用，上例僅僅演示了如何通過類來調(diào)用。