C++讲解---什么是静态成员函数

静态成员函数与静态数据成员一样，不依赖于类的实例，不属于各个对象。我们可以通过之前的日期类的闰年判断功能来看一下具体的使用。

1. 日期类复习

日期类的成员

成员类型	成员名称	作用说明
私有数据成员	int y	存储公历年份
私有数据成员	int m	存储月份（1-12）
私有数据成员	int d	存储日数（1-31）
构造函数	Date()	默认构造函数
构造函数	Date(int, int, int)	带参构造函数（支持默认参数）
成员函数	year()	返回当前年份
成员函数	month()	返回当前月份
成员函数	day()	返回当前日数
成员函数	preceding_day()	返回前一天的日期对象
成员函数	to_string()	返回日期字符串表示
友元函数	operator<<	输出流重载（支持cout << date_obj格式）
友元函数	operator>>	输入流重载（支持cin >> date_obj格式）

日期类的讲解及其代码如下：
创建日期类
代码：

//头文件
#include <string>
#include <iostream>class Date {
private:int y; // 公历年int m; // 月int d; // 日public:Date();Date(int yy, int mm = 1, int dd = 1);int year() const { return y; }int month() const { return m; }int day() const { return d; }Date preceding_day() const;std::string to_string() const;std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const Date& x);std::istream& operator>>(std::istream& s, Date& x);
};

//源文件
#include <ctime> // 获取当前日期
#include <sstream>// 字符串流操作
#include <iostream> //输入输出操作
#include "Date.h"using namespace std;//--- Date 的默认构造函数（设置为当前日期）---//
Date::Date() {time_t current = time(NULL);struct tm* local = localtime(&current);y = local->tm_year + 1900;m = local->tm_mon + 1;d = local->tm_mday;
}//--- Date 的构造函数（设置为指定的年、月、日）---//
Date::Date(int yy, int mm, int dd) {y = yy;m = mm;d = dd;
}//--- 返回前一天的日期（不支持闰年的处理）---//
Date Date::preceding_day() const {int dmax[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};Date temp = *this;if (temp.d > 1)temp.d--;else {if (--temp.m < 1) {if (temp.m == 0) {temp.y--;temp.m = 12;}temp.d = dmax[temp.m - 1];}}return temp;
}//--- 返回字符串表示 ---//
string Date::to_string() const {ostringstream s;s << y << "年" << m << "月" << d << "日";return s.str();
}

2. 完善功能后的日期类函数

完善功能后的日期类

成员类型	成员名称	作用说明
私有数据成员	int y	存储公历年份
私有数据成员	int m	存储月份（1-12）
私有数据成员	int d	存储日数（1-31）
静态数据成员	static int dmax[]	存储平年各月的天数数组
静态成员函数	days_of_month	计算指定年份(y)和月份(m)的天数
静态成员函数	is_leap(int year)	判断指定年份是否为闰年（静态版本）
构造函数	Date()	默认构造函数
构造函数	Date(int, int, int)	带参构造函数（支持默认参数）
成员函数	year()	返回当前年份
成员函数	month()	返回当前月份
成员函数	day()	返回当前日数
成员函数	is_leap() const	判断当前年份是否为闰年（调用静态版本）
成员函数	preceding_day()	返回前一天的日期对象
成员函数	following_day()	返回后一天的日期对象
成员函数	day_of_year()	返回当年内的累计天数
成员函数	day_of_week()	返回星期几（0=周日，1=周一…）
成员函数	to_string()	返回日期字符串表示
友元函数	operator<<	输出流重载（支持cout << date_obj格式）
友元函数	operator>>	输入流重载（支持cin >> date_obj格式）

这里有两个注意的点：
1. days_of_month，is_leap(int year)是静态成员函数，这两个函数是纯粹的日期计算工具，不依赖或修改任何特定 Date对象的状态（y, m, d），仅通过参数进行运算。所以设计为静态成员函数更加灵活。
2. 这里有两个版本的is_leap()函数，一个为静态成员函数，一个是成员函数，只是调用了静态成员函数is_leap()。那么静态成员函数不需要依赖对象，只需要知道y值即可，而成员函数需要一个具体的对象。具体差别请参考使用示例

代码如下：

// 日期类 Date (第4版: 头文件)
#ifndef ___Class_Date
#define ___Class_Date
#include <string>
#include <iostream>class Date {int y;      // 私有：公历年（1900-9999）int m;      // 私有：月（1-12）int d;      // 私有：日（1-31，根据月份和闰年变化）static int dmax[];  // 静态数组：存储各月最大天数（考虑闰年）static int days_of_month(int y, int m); // 静态方法：计算y年m月的天数public:// 构造函数Date();                             // 默认构造（当前日期）Date(int yy, int mm = 1, int dd = 1); // 带参构造（年月日）// 静态方法：闰年判断static bool is_leap(int year) {return year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0;}// 访问器（const成员函数）int year() const { return y; }      // 返回年int month() const { return m; }     // 返回月  int day() const { return d; }       // 返回日// 功能方法bool is_leap() const { return is_leap(y); }          // 当前年份是否闰年Date preceding_day() const;                         // 返回前一天的日期Date following_day() const;                          // 返回后一天的日期int day_of_year() const;                             // 返回年内经过天数int day_of_week() const;                             // 返回星期（0=周日，1=周一...）std::string to_string() const;                       // 返回字符串表示（如"2023-12-25"）
};// 流操作符重载（非成员函数）
std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const Date& x); // 输出日期（格式：yyyy-mm-dd）
std::istream& operator>>(std::istream& s, Date& x);       // 输入日期（格式：yyyy mm dd）#endif

// 日期类 Date（第4版：源文件）
#include <ctime>
#include <sstream>
#include <iostream>
#include "Date.h"
using namespace std;// 静态数据成员初始化（平年各月天数）
int Date::dmax[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};// 静态成员函数：计算指定年月天数（考虑闰年）
int Date::days_of_month(int y, int m) {return dmax[m - 1] + (is_leap(y) && m == 2); // 闰年2月加1天
}// 默认构造函数（设置为当前系统日期）
Date::Date() {time_t current = time(NULL);        // 获取当前时间戳struct tm* local = localtime(&current); // 转换为本地时间结构y = local->tm_year + 1900;          // 年份转换（tm_year从1900起）m = local->tm_mon + 1;              // 月份转换（0~11 → 1~12）d = local->tm_mday;                 // 直接获取日期（1~31）
}// 带参构造函数（年月日）
Date::Date(int yy, int mm, int dd) {y = yy;m = mm;d = dd;
}// 返回年内经过天数（从1月1日起）
int Date::day_of_year() const {int days = d;  // 当前月已过天数for (int i = 1; i < m; i++)         // 累加前m-1个月的天数days += days_of_month(y, i);return days;
}// 返回前一天的日期
Date Date::preceding_day() const {Date temp = *this;                  // 复制当前日期if (temp.d > 1)                     // 简单情况：非月初temp.d--;else if (--temp.m < 1) {            // 跨年到上一年temp.y--;temp.m = 12;temp.d = 31;                    // 12月31日} else {                            // 跨月到上一月temp.d = days_of_month(temp.y, temp.m); // 上一月的最后一天}return temp;
}// 返回后一天的日期  
Date Date::following_day() const {Date temp = *this;                  // 复制当前日期if (temp.d < days_of_month(temp.y, temp.m)) // 简单情况：非月末temp.d++;else if (++temp.m > 12) {           // 跨年到下一年temp.y++;temp.m = 1;temp.d = 1;                     // 1月1日} else {                            // 跨月到下一月temp.d = 1;                     // 下一月的第一天}return temp;
}// 返回字符串表示（格式：yyyy年mm月dd日）
string Date::to_string() const {ostringstream s;s << y << "年" << m << "月" << d << "日";return s.str();
}// 计算星期（Zeller公式：0=周日，1=周一...6=周六）
int Date::day_of_week() const {int yy = y;int mm = m;if (mm == 1 || mm == 2) {           // 1月2月当作前一年的13月14月yy--;mm += 12;}return (yy + yy/4 - yy/100 + yy/400 + (13*mm+8)/5 + d) % 7;
}// 输出流重载（使用to_string格式）
ostream& operator<<(ostream& s, const Date& x) {return s << x.to_string();
}// 输入流重载（格式：yyyy/mm/dd 或 yyyy-mm-dd）
istream& operator>>(istream& s, Date& x) {int yy, mm, dd;char ch;                            // 用于读取分隔符s >> yy >> ch >> mm >> ch >> dd;    // 支持多种分隔符x = Date(yy, mm, dd);               // 构造新日期对象return s;
}

// DateTest.cpp - 日期类Date（第4版）使用示例
#include <iostream>
#include "Date.h"
using namespace std;int main()
{Date today;                             // 创建今天日期对象（自动获取系统日期）cout << "今天的日期:" << today << '\n';  // 输出格式：yyyy年mm月dd日cout << "昨天的日期:" << today.preceding_day() << '\n';cout << "前天的日期:" << today.preceding_day().preceding_day() << '\n';cout << "明天的日期:" << today.following_day() << '\n';cout << "后天的日期:" << today.following_day().following_day() << '\n';cout << "从元旦开始经过了" << today.day_of_year() << "天。\n";cout << "今年" << (today.is_leap() ? "是闰年。" : "不是闰年。") << '\n';int y;cout << "公历年:"; cin >> y;                               // 用户输入任意年份cout << "该年" << (Date::is_leap(y) ? "是闰年。" : "不是闰年。") << '\n';
}