class Widget { public: Widget() { ++count; } Widget(const Widget&) { ++count; } ~Widget() { --count; } static size_t howMany() { return count; } private: static size_t count; }; //cpp文件中 size_t Widget::count = 0;注意構造函數也要增加計數,這一點很多人容易忘記。
下面我們將逐步實現並完善這個通用的計數類。
class Counter { public: Counter() { ++count; } Counter(const Counter&) { ++count; } ~Counter() { --count; } static size_t howMany() { return count; } private: static size_t count; }; // This still goes in an implementation file size_t Counter::count = 0;上面這個Counter類能否正確完成計數呢?例如:Widget類利用它來進行實例計數:
// embed a Counter to count objects class Widget { public: ..... // all the usual public // Widget stuff static size_t howMany() { return Counter::howMany(); } private: ..... // all the usual private // Widget stuff Counter c; }; //or: // inherit from Counter to count objects class Widget: public Counter { ..... // all the usual public // Widget stuff private: ..... // all the usual private // Widget stuff };對於Widget本身來說,Counter完成了任務。然而,如果我們在同一進程中還需要利用Counter來計數Fish類,顯然,Counter就不能勝任,因為它只有一個靜態成員變量,它會將Widget和Fish的個數一起統計。這個方案不行,怎麼辦?用模板!如下:
template<typename T> class Counter { public: Counter() { ++count; } Counter(const Counter&) { ++count; } ~Counter() { --count; } static size_t howMany() { return count; } private: static size_t count; }; // this now can go in header template<typename T> size_t Counter<T>::count = 0;則上面的實現變成:
// embed a Counter to count objects class Widget { public: ..... static size_t howMany() {return Counter<Widget>::howMany();} private: ..... Counter<Widget> c; }; //or: // inherit from Counter to count objects class Widget: public Counter<Widget> { ..... };這樣,其他類就可以使用Counter計數自己的實例了,它們將互不影響。
Counter<Widget> *pw = new Widget; // get base class ptr to derived class object ...... delete pw; // yields undefined results if the base class lacks a virtual destructor但一旦Counter有虛析構函數,就會給類帶入vTable,多占用了空間並影響客戶類的效率。解決方法可以是將析構函數作為protected成員。這樣就不能delete pw,因為它會導致編譯錯誤。
template<typename T> class Counter { public: ..... protected: ~Counter() { --count; } ..... };其次,Counter作為客戶類的成員變量這種方案(這時Counter的析構函數必須public)。一個明顯的缺點是客戶類必須定義Counter為其成員變量同時還得定義一個inline函數以調用Counter類得HowMany函數。另一個較隱蔽的缺點:它增大了客戶類所占用的內存。Counter類沒有非靜態成員變量,有人就可能會認為Counter對象的大小為0,其實不然,C++規定所有對象的大小最小必須為1字節。所以這用方案增加了客戶類的大小。使用派生則不一樣,基類size可以0,所以public繼承方案不會增加客戶類的大小。
class Widget: private Counter<Widget> { public: // make howMany public using Counter<Widget>::howMany; ..... // rest of Widget is unchanged };它直接防止下面的代碼:
Counter<Widget> *pw = new Widget; //私有繼承不允許這樣轉換綜合看來,public繼承方案已經比較完善了。然而,還是有些值得注意的地方。假如有另一個類SpecialWidget,其繼承於Widget,對類SpecialWidget的對象計數就只能如下:
class SpecialWidget: public Widget, public Counter<SpecialWidget> { public: };這樣,對SpecialWidget的對象計數是正確的,但對Widget對象的計數是錯誤的。這時Widget的計數是Widget類的所有對象SpecialWidget類的所有對象的總和。為什麼?因為每創建一個SpecialWidget對象,Widget構造函數就要調用一次,就增加一次計數。