Statiska metoder och medlemmar

Då vi hittills definierat klasser har vi för det mesta även haft en eller flera datamedlemmar i klasserna. Dessa datamedlemmar finns sedan instantierade i ett objekt. Varje objekt har en egen version av varje medlem. Inget data är delat mellan olika instanser av samma objekt. I vissa fall vore det praktiskt om alla instanser av samma klass kunde dela samma data så att man t.ex. inte behöver flera instanser av en minneskrävande klass. Ett bra exempel då man vill ah en delad variabel är när man vill ge en unik id till alla instanser av en viss klass. Vi kan t.ex. titta på klassen Product:

#include <iostream>
#include <string>

class Product {
public: 
  // konstruktor
  Product (const string & Name, int Id) { m_Name = Name, m_Id = Id; }

  // skriv ut produkten på skärmen
  void print () const;

private:
  string m_Name;
  int    m_Id;
};

void Product::print () const { 
  cout << "Produktnamn: " << m_Name << ", id: " << m_Id << endl;
}

int main () {

  Product * Lager [10];
  int Id = 0;
  string Names [10] = {"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"};
   
  // skapa nya produkter
  for ( int Index = 0; Index < 10; Index++ ) {
    Lager[Index] = new Product ( Names[Index], Id++ );
  }

  // skriv ut vårt lager
  for ( int Index = 0; Index < 10; Index++ ) {
    Lager[Index]->print ();
  }
}

Vi använder en lokal variabel Id i main() för att numrera våra produkter. Egentligen är denna id produktspecifik data, och borde egentligen vara i klassen Product. Man hur vi än försöker kan inte klassen Product veta vilken som är den senaste använda id:n. Lösningen är att skapa en statisk variabel i klassen Product som innehåller den senaste id:n. På så vi kan varje instans som skapas läsa denna variabel, kopiera värdet till sin medlem m_Id och inkrementera den statiska variabeln. En statisk variabel deklareras med nyckelordet static. Vi modifierar Product en aning:

#include <iostream>
#include <string>

class Product {
public: 
  // konstruktor
  Product (const string & Name);

  // skriv ut produkten på skärmen
  void print () const;

private:
  // en statisk variabel
  static int m_NextId;

  // normala medlemmar
  string m_Name;
  int    m_Id;
};

Product::Product (const string & Name) {
  m_Name = Name;
  m_Id = m_NextId++;
}

// initialisera vår statiska variabel
int Product::m_NextId = 0;

void Product::print () const { 
  cout << "Produktnamn: " << m_Name << ", id: " << m_Id << endl;
}

Vi har nu en privat statisk variabel. den är privat så att inte externa entiteter skall kunna modifiera nästa id, och på så vis eventuellt skapa produkter med samma id. Man måste ge ett initialvärde åt statiska medlemmar, men det kan inte göras inom class-definitionen. Man måste då minnas att en class endast är en ritning för hur egentliga instanser skall se ut, och inte reservera minne åt medlemmar eller något sådant. Så minne för m_NextId kan inte reserveras inne i klassen, det görs en gång (och endast en gång) då den första instansen av klassen skapas. Initialiseringen sker alltså endast en gång! Vi kan sedan använda variablen inne i klassens metoder som vilken medlem som helst, bara vi minns att om vi ändrar på dess värde syns samma ändring i alla andra instanser av klassen. Vi kan nu modifiera vår main() så den använder den nya klassen:

int main () {
  Product * Lager [10];
  string Names [10] = {"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"};
   
  // skapa nya produkter
  for ( int Index = 0; Index < 10; Index++ ) {
    Lager[Index] = new Product ( Names[Index] );
  }

  // skriv ut vårt lager
  for ( int Index = 0; Index < 10; Index++ ) {
    Lager[Index]->print ();
  }
}

Nu har vi lyckats förflytta den för main() irrelevanta hanteringen av id:n till Product.

Statiska medlemmar förstörs då programmet terminerar. Trots att vi skulle radera varje instans av vår Product-klass skulle m_NextId ändå hålla samma värde.

class Product {
public: 
  ...

  // statisk metod
  static void printId () { cout << "Nästa id: " << m_NextId << endl; }

  ...
};

void Product::printId () { 
  cout << "Nästa id: " << m_NextId << endl; 
}

Product P ("Foo");
P.printId ();        // fungerar inte!
Product::printId (); // korrekt anrop