static 成员函数

文章探讨了C++中在引入静态成员函数之前,如何通过非静态成员函数调用,即使不直接访问非静态成员也需要类对象。作者通过示例说明了如何利用0或其他值强制转换为类指针来实现this指针的功能,以及静态成员函数与普通成员函数在特性上的区别,如不能直接访问非静态成员等。

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        在书上看到这样一段话 ”在引入static 成员函数之前,C++语言要求所有的成员函数都必须经由该 class 的对象来调用。而实际上,只有当一个或多个 nonstatic 数据成员在成员函数中被直接存取时,才需要 class 的对象。class 对象提供了 this 指针来给这种形式的函数调用。这个 this 指针把 ‘在成员函数中存取的nonstatic 数据成员’ 绑定于 ‘对象内的对应的成员之上’,如果没有一个任何一个成员被存取,事实上就不需要这个 this 指针,因此也没有必要通过一个 class 对象来调用一个成员函数“。用例子来表达如下:
 

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

class origin
{
public:
	int getX();
	static int x;
};

int origin::x = 100;
int origin::getX()
{
	return origin::x;
}

int main()
{
	printf("origin::x = %d\n", ((origin*)0)->getX());
	
	return 0;
}

如果调用成员函数一定要用 class 的对象的话,解决之道就是很奇怪地把 0 强制转型为一个 class 指针,因而提供出一个 this 指针实体。这是在没有引入  static 成员函数之前的实现方法,到现在的编译器也还支持这种方法,编译没有错误,执行也正常:

这里我们可能会更好奇为什么是把 0 强制转换成类对象呢?其实这里关键点是实例出一个 this 指针实体,并不关心是 0 或是其他,如我把 0 改成 100:

int main()
{
	printf("(origin*100)origin::x = %d\n", ((origin*)100)->getX());
	
	return 0;
}

我想这个应该是语言特性上支持的。但并不是所有的转换都能成功,最起码要遵循C++语言规则,如两个不相关的类进行强转:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

class origin
{
public:
	int getX();
	static int x;
};

int origin::x = 100;
int origin::getX()
{
	return origin::x;
}

class derived
{
	
};

int main()
{
	derived A;
	printf("(origin* A)origin::x = %d\n", ((origin*)A)->getX());
	
	return 0;
}

 

两个不相关的类进行转换,必定是失败的。但如果是这样呢: 

printf("(origin* A)origin::x = %d\n", ((origin*)&A)->getX()); 那应该是成功的,因为此时转换的就是一个地址而已,跟转换 0 性质是一样的。

这种是程序方法上的解决之道,而语言层面上的解决之道就是引入了 static 成员函数,它的主要特性就是没有 this 指针。以下的次要特性统统根源于它的主要特性:

1,不能直接存取 class 中的 nonstatic 成员

2,不能够被声明为 const, volatile, virtual

3, 不需要经由 class 对象来调用 

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