使用静态成员函数访问静态数据成员答案

【问题标题】：Using Static Member Function to Access Static Data Member使用静态成员函数访问静态数据成员
【发布时间】：2017-05-26 09:45:28
【问题描述】：

我正在尝试使用静态成员函数访问静态数据成员，以便我可以调用此函数并检索数据成员。目标是增加/减少这个静态数据成员来计算程序中存在多少对象。

作业逐字逐句：

应该提供一个名为 getNumObjects 的静态成员函数，它不接受参数并返回一个 int 值，指示当前存在的 Complex 类型的对象的数量。

到目前为止我的代码：

复杂的.hpp

class Complex{
public:
...
// Get the number of complex objects in the current program
        static int& getNumObjects();
...

private:
...
        static int counter; // static counter
...
}

复杂的.cpp

// Initialize object counter for getNumObjects()
int Complex::counter = 0;
// Get number of objects existing in the current program
static int& Complex::getNumObjects(){
        return counter;
}

testComplex.cpp

// checks to see how many complex objects are open currently
        std::cout << "How many complex objecst are in existence? ";
        int num = Complex::getNumObjects();
        std::cout << num << '\n';
        std::cout << "successful\n";

我不明白为什么编译器总是向我抛出这个错误：

 error: cannot declare member function ‘static int& Complex::getNumObjects()’ to have static linkage [-fpermissive]
 static int& Complex::getNumObjects(){

或者这个错误：

In function ‘int getNumObjects()’:
/../../../ error: ‘counter’ was not declared in this scope
  return counter;
         ^~~~~~~
/../../../ note: suggested alternative: ‘toupper’
  return counter;
         ^~~~~~~
         toupper

我进行了广泛的搜索，我似乎已经初始化了我的私有数据成员以及函数。 getNumObjects() 被声明为一个类，为什么说函数的作用域不对呢？

【问题讨论】：

您究竟为什么要返回对int 的引用？
@KinanAlSarmini 以类似的方式，我还有其他函数可以检索其他私有数据成员，这就是为什么我认为我应该只使用引用来尝试访问计数器
更好的办法是在构造函数/析构函数内部增加/减少计数器，而不是返回引用并在外部更新。
@KinanAlSarmini 我的构造函数和解构函数有内部计数器，但是出现了第二个问题。移动构造函数和复制构造函数是否意味着创建了一个新对象？
任何构造函数调用都意味着创建了一个新对象。移动构造函数并没有真正说明正在构造的对象的生命周期，它更多的是关于构造对象的生命周期。所以我想说你应该在你可能拥有的任何构造函数中增加计数器。

标签： c++ class static static-members private-members

【解决方案1】：

我不明白为什么编译器总是向我抛出这个错误：

因为您在成员函数定义中重复了static。该函数已声明为static； C++ 语法要求您在 cpp 文件中省略 static：

int Complex::counter = 0;
// Get number of objects existing in the current program
int& Complex::getNumObjects(){
    return counter;
}

注意：返回int& 可能不是一个好主意，因为调用者可以在您不知情的情况下修改counter：

Complex::getNumObjects() = -123; // <<== returning reference makes this legal

这很糟糕，因为它完全破坏了封装。从本质上讲，您的 counter 最终会像公共成员变量一样被公开。

您应该更改您的函数以返回 int：

int Complex::getNumObjects(){
    return counter;
}

【讨论】：

非常感谢您的解释！我真的不确定是否必须在我的 cpp 文件中再次调用 static 并 +1 以获得有关返回 int& 的额外知识。

【解决方案2】：

static 关键字只能在 class 声明中使用。方法实现应该省略static 声明：

int& Complex::getNumObjects(){
        return counter;
}

奇怪的是，你的静态成员变量已经遵循了这条规则；-)

【讨论】：

【解决方案3】：

你绝对必须跟踪析构函数和构造函数中的对象。此外，您真的希望您的计数器为 atomic，以便在多个线程上运行时不会发生竞争条件。

struct Complex
{
  Complex()
  { ++counter; }

  Complex(Complex const&other)
  : _real(other._real), _imag(other._imag)
  { ++counter; }

  Complex(double r, double i=0)
  : _real(r), _imag(i)
  { ++counter; }

  // and so on for all other constructors

  Complex&operator=(Complex const&) = default;

  Complex&operator=(double x)
  {
    _real = x;
    _imag = 0;
    return *this;
  }

 ~Complex() { --counter; }

  static int getNumObjects() { return counter; }

private:
  double _real,_imag;
  static std::atomic<int> counter;
};

实际上并不需要移动构造函数（因为堆上没有数据由Complex 管理）。

【讨论】：