本文目的是實現一個實用的對C++類計數的類，同時在實現過程中指出一些容易為人忽視的C++知識。

要實現一個類的對象（實例）計數，即程序運行中此類有多少個對象存在，最容易的實現方法是使用靜態(tài)數據成員。如下：

?01.classWidget {02.public:03.Widget() { ++count; }04.Widget(constWidget&) { ++count; } 05.~Widget() { --count; }06.07.staticsize_thowMany() 08.{returncount; } 09.10.private:11.staticsize_tcount; 12.};13.14.//cpp文件中15.size_tWidget::count = 0;

注意構造函數也要增加計數，這一點很多人容易忘記。

但是如果程序中有多個需要實例計數的類，則在每個類中加入上面代碼未免繁瑣、易錯。這種情況下，最好是實現一個通用計數類。它應該具備一下特點：

易于使用：任何需要計數的類（以下簡稱客戶類）只要添加少數代碼即可使用；

有效率：不增加客戶類大小，對客戶類性能沒有影響；

健壯：客戶類使用時，不容易誤用。

下面我們將逐步實現并完善這個通用的計數類。

?01.classCounter {02.public:03.Counter() { ++count; }04.Counter(constCounter&) { ++count; } 05.~Counter() { --count; }06.staticsize_thowMany() 07.{returncount; } 08.09.private:10.staticsize_tcount; 11.};12.13.// This still goes in an implementation file14.size_tCounter::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：

?01.// embed a Counter to count objects02.classWidget {03.public:04......// all the usual public05.// Widget stuff06.staticsize_thowMany() 07.{returnCounter::howMany(); }08.private:09......// all the usual private10.// Widget stuff11.Counter c;12.};13.14.//or:15.16.// inherit from Counter to count objects17.classWidget:public Counter { 18......// all the usual public19.// Widget stuff20.private:21......// all the usual private22.// Widget stuff23.};

對于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(tài)成員變量，它會將Widget和Fish的個數一起統(tǒng)計。這個方案不行，怎么辦？用模板！如下：

?01.template02.classCounter {03.public:04.Counter() { ++count; }05.Counter(constCounter&) { ++count; } 06.~Counter() { --count; }07.08.staticsize_thowMany() 09.{returncount; } 10.11.private:12.staticsize_tcount; 13.};14.15.// this now can go in header16.templatesize_tCounter::count = 0;

則上面的實現變成：

?01.// embed a Counter to count objects02.classWidget {03.public:04......05.staticsize_thowMany() 06.{returnCounter::howMany();}07.private:08......09.Counter c;10.};11.12.//or:13.14.// inherit from Counter to count objects15.classWidget:public Counter { 16......17.};

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。

上面兩種方案都可正確實現計數，我們繼續(xù)探討這兩種方案的優(yōu)缺點。

首先講public繼承，即class Widget: public Counter這種方案：有經驗的讀者肯定會想到基類Counter的析構函數要變?yōu)樘摵瘮?。否則通過基類指針delete派生類時，結果未定義（可能導致程序crash或其他）

?1.Counter *pw =newWidget; // get base class ptr to derived class object2.......3.deletepw;// 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，多占用了空間并影響客戶類的效率。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。

?1.template2.classCounter {3.public:4......5.protected:6.~Counter() { --count; }7......8.};

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(tài)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(guī)定所有對象的大小最小必須為1字節(jié)。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。

除了上面兩種方案，還可以使用private繼承，即class Widget: private Counter。類似于第一種方案：

?1.classWidget:private Counter { 2.public:3.// make howMany public4.usingCounter::howMany;5.6......// rest of Widget is unchanged7.};

它直接防止下面的代碼：

?1.Counter *pw =newWidget; //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，其繼承于Widget，對類SpecialWidget的對象計數就只能如下：

?1.classSpecialWidget:publicWidget, 2.publicCounter {3.public:4.};

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。為什么？因為每創(chuàng)建一個SpecialWidget對象，Widget構造函數就要調用一次，就增加一次計數。

總結

用模板實現的這個對象計數類可以滿足絕大多數需求，但不適用于計數有繼承關系的類。本文的核心思想來源于CUG上C++大師Scott Meyers的一篇文章并有所改動。