第十一章 C++成员函数与静态成员详解

布满荆棘的人生 2024-03-23 21:51 26阅读 0赞

## 第十一章 C++成员函数与静态成员详解 ##

### 1. 概述 ###

在C++中，成员函数是定义在类内部的函数，用于操作类的对象。静态成员是属于整个类而不是类的对象的成员。本文将详细讲解C++中的成员函数和静态成员，并结合代码和实际案例进行演示。

### 2. 成员函数的定义和使用 ###

#### 2.1 成员函数的定义 ####

成员函数由两部分组成：声明和定义。声明位于类的内部，在类的外部进行定义。

class MyClass {
        
    public:
        // 成员函数的声明
        void memberFunction(int arg);
    
        // 其他成员和数据...
    };
    
    // 成员函数的定义
    void MyClass::memberFunction(int arg) {
        
        // 函数体
    }

#### 2.2 成员函数的使用 ####

成员函数通过一个特殊的指针`this`访问调用它的对象。可以使用`.`运算符来调用成员函数。

MyClass obj;
    obj.memberFunction(10);

#### 2.3 访问成员变量 ####

成员函数可以直接访问类中的成员变量。对于非`static`的成员函数，可以直接使用成员变量的名称来访问。

class MyClass {
        
    public:
        int value;
    
        void displayValue() {
        
            cout << "Value: " << value << endl;
        }
    };

#### 2.4 静态成员函数 ####

静态成员函数是一种属于类而不是类的对象的函数。它们在编译时就存在，无需创建对象即可访问。

class MyClass {
        
    public:
        static void staticFunction() {
        
            // 静态成员函数的函数体
        }
    };
    
    // 调用静态成员函数
    MyClass::staticFunction();

#### 2.5 常量成员函数 ####

常量成员函数是一种不修改成员变量的成员函数。它可以保证在被调用时不会改变对象的状态。通过在声明和定义中加上`const`关键字来实现。

class MyClass {
        
    public:
        void displayValue() const {
        
            // 输出值但不修改成员变量
            cout << "Value: " << value << endl;
        }
    };

### 3. 示例案例：购物车程序 ###

下面是一个简单的购物车程序示例，用于演示成员函数和静态成员的使用。

#include <iostream>
    #include <vector>
    
    using namespace std;
    
    class Cart {
        
    private:
        vector<string> items;
        static int itemCount;
    
    public:
        Cart() {
        
            itemCount++;
        }
    
        ~Cart() {
        
            itemCount--;
        }
    
        void addItem(const string& item) {
        
            items.push_back(item);
        }
    
        void removeItem(const string& item) {
        
            for (auto it = items.begin(); it != items.end(); ++it) {
        
                if (*it == item) {
        
                    items.erase(it);
                    break;
                }
            }
        }
    
        void displayItems() const {
        
            if (items.empty()) {
        
                cout << "Cart is empty." << endl;
            } else {
        
                cout << "Items in cart:" << endl;
                for (const auto& item : items) {
        
                    cout << "- " << item << endl;
                }
            }
        }
    
        static int getItemCount() {
        
            return itemCount;
        }
    };
    
    int Cart::itemCount = 0;
    
    int main() {
        
        Cart cart1;
        Cart cart2;
    
        cart1.addItem("Apple");
        cart1.addItem("Banana");
        cart1.displayItems();
    
        cart2.addItem("Orange");
        cart2.displayItems();
    
        cart1.removeItem("Apple");
        cart1.displayItems();
    
        cout << "Total carts: " << Cart::getItemCount() << endl;
    
        return 0;
    }

**运行结果：**

Items in cart:
    - Apple
    - Banana
    
    Items in cart:
    - Orange
    
    Items in cart:
    - Banana
    
    Total carts: 1

以上示例代码中，我们定义了一个`Cart`类来表示购物车。它包含一个`items`向量用于存储添加的物品，并使用`itemCount`静态成员变量来记录购物车对象的数量。

通过调用成员函数`addItem`和`removeItem`，我们可以在购物车中添加和移除物品。调用成员函数`displayItems`可以显示购物车中的所有物品。

静态成员函数`getItemCount`可以返回购物车对象的总数。我们可以通过直接调用`Cart::getItemCount()`来获取购物车对象的数量信息。