C++类实例中的静态成员方法调用

Question

这里是一个小测试程序：

#include <iostream>

class Test
{
public:
    static void DoCrash(){ std::cout<< "TEST IT!"<< std::endl; }
};

int main()
{
    Test k;
    k.DoCrash(); // calling a static method like a member method...

    std::system("pause");

    return 0;
}

在VS2008 + SP1 (vc9)中，它可以编译通过：控制台只会显示“TEST IT！”。

据我所知，静态成员方法不应该在实例对象上被调用。

1. 我错了吗？从标准的角度来看，这段代码是正确的吗？
2. 如果是正确的，为什么呢？我找不到为什么允许这样做，或者也许是为了帮助在模板中使用“静态或非静态”方法？

- Klaim

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MVC标签是什么意思？ - Kiril

已解决：我可能当时混淆了msvc，我认为这可能是编译器问题。 - Klaim

Answer 1

标准规定并不需要通过实例调用方法，但这并不意味着你不能这样做。甚至有一个使用它的示例：

C++03, 9.4 静态成员

类X的静态成员s可以使用限定符表达式X::s来引用；没有必要使用类成员访问语法(5.2.5)来引用静态成员。可以使用类成员访问语法引用静态成员，在这种情况下，对象表达式将被计算。

class process {
public:
   static void reschedule();
};

process& g();

void f()
{
   process::reschedule(); // OK: no object necessary             
   g().reschedule(); // g() is called
}

- dribeas

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哇，我从来不知道这个。我猜被调用的函数仅基于表达式的编译时类型（而不是运行时类型）？ - Seth Carnegie

@SethCarnegie：是的，它使用对象的编译时类型（或其引用），您无法将动态分派到静态成员方法。 - David Rodríguez - dribeas

Answer 2

静态函数不需要实例化对象即可调用，因此

k.DoCrash();

与...完全相同的行为

Test::DoCrash();

使用作用域解析运算符(::)来确定类中的静态函数。

请注意，在这两种情况下，编译器都不会将this指针放入堆栈中，因为静态函数不需要它。

- jab

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我更倾向于说“将this指针作为参数传递”，而不是“将其放入堆栈中”。实际方式取决于特定平台的调用约定。但是，因为提到了静态方法的这个特性，所以加1分。 - Melebius

有一个区别：在 k.DoCrash() 中，前缀 k 被计算。如果 k 只是一个对象名称，那可能无关紧要，但它可能是一个函数调用或具有副作用的其他表达式：func().DoCrash()。 - Keith Thompson

@KeithThompson 哇，那看起来很奇怪。你的例子中func()是否一定会返回一个Test对象？ - feng

@feng：是的，要使 func().DoCrash() 有效，func() 必须返回类型为 Test 的结果。或者你可以使用 arr[func()].DoCrash()，其中 arr 是一个 Test 对象数组，而 func() 是一个返回某个整数类型的函数。 - Keith Thompson

Answer 3

这在几种情况下可能会有用:

• [你提到的“模板中的‘static或非static’方法：] 当很多类型可以被指定给一个模板时，模板想要调用成员函数：提供静态函数的类型可以使用与成员函数相同的符号来调用 - 前者可能更高效（不需要传递/绑定this指针），而后者允许多态(virtual)分派和使用成员数据。

• 最小化代码维护

  • 如果一个函数从需要特定于实例的数据发展到不需要它 - 因此被设置为static以便轻松无实例使用并防止意外使用实例数据 - 所有现有客户端使用点都不需要劳动更新。

  • 如果类型已更改，则var.f()调用将继续使用var类型的函数，而Type :: f()可能需要手动更正。

• 当您有一个表达式或函数调用返回一个值并且想要调用（潜在或始终）static函数时，.符号可能会防止您需要使用decltype或支持模板来访问类型，以便您可以使用::符号。

• 有时变量名只是更短，更方便，或以更自我说明的方式命名。

- Tony Delroy

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在至少 MSVC 2013 编译器上，通过实例调用静态方法是可行的，但如果变量除了调用静态方法之外没有被使用，会生成一个编译器警告关于未引用的变量。 - abelenky

Answer 4

静态方法也可以使用类的对象调用，就像在Java中一样。然而，你不应该这样做。使用作用域操作符如 Test::DoCrash();。也许你会想到命名空间：

namespace Test {
    void DoCrash() {
        std::cout << "Crashed!!" << std::endl;
    }
};

如果没有使用using directive/declaration将函数显式导入调用者的范围，那么只能从该命名空间外部通过Test::DoCrash();来调用。

- litb

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是的，我知道我应该这样做，这就是为什么我问为什么另一种方式（像成员一样调用）被允许/不被禁止。 :) - Klaim