C++静态成员Static和单例设计模式-51CTO.COM

静态成员

静态成员是指被static修饰的成员变量或成员函数，在程序运行过程中只占一份内存，类似于全局变量，且也存储在全局区。

静态成员变量逻辑上属于类，可以通过类的权限控制静态成员的访问权限。

静态成员函数内部只能访问静态成员变量或函数，因为静态成员不依赖于对象的创建，所以也不可以通过this指针访问。如果未创建对象，调用静态成员函数里面访问了非静态函数或变量，逻辑上是行不通的。构造函数和析构函数也不可能是静态的。

对象计数器

静态成员变量的一个重要应用是统计一个类创建了多少对象。

计数器可以定义为静态成员变量，每创建一个对象，在构造函数中计算器+1，销毁一个对象，将计数器-1。

#include <iostream>
using namespace std;

class Student {
private:
  int m_id;
  static int ms_count;
public:
  static int get_count() {
    return ms_count;
  }

  Student(int id = 0) : m_id(id) {
    ms_count++;
  }
  
  ~Student() {
    ms_count--;
  }
};

int Student::ms_count = 0;

int main() {

  Student* stu1 = new Student(101);

  cout << Student::get_count() << " " << stu1->get_count() << endl;

  Student* stu2 = new Student(102);
  cout << Student::get_count() << " " << stu1->get_count() << endl;

  delete stu2;

  cout << Student::get_count() << " " << stu1->get_count() << endl;
  return 0;
}

单例设计模式

在程序设计过程中，经常会有只能创建一个实例的需求。比如，一个系统中可以存在多个打印任务，但是只能有一个正在工作的任务。

单例设计模式可以借助static静态成员实现。为了防止随意创建或删除对象，私有化构造和析构函数，并使用类的私有静态指针变量指向类的唯一实例，使用一个共有的静态方法获取该实例。

#include <iostream>
using namespace std;

class Student {
private:
  static int ms_id;
  static Student* ms_stu;
  Student(){}
  ~Student(){}
public:
  static Student* createStudent(int id) {
    if (ms_stu == NULL) {
      ms_stu = new Student();
      ms_id = id;
    }

    return ms_stu;
  }

  static void deleteStudent() {
    if (ms_stu != NULL) {
      delete ms_stu;
      ms_id = -1;
    }
  }

  static int getStudentId() {
    return ms_id;
  }
};

int Student::ms_id = -1;
Student* Student::ms_stu = NULL;

int main() {

  Student* stu = Student::createStudent(101);
  cout << stu->getStudentId() << endl;

  stu->deleteStudent();
  cout << stu->getStudentId() << endl;

  return 0;
}