C++ 類中static成員的初始化和特點

C++ 類中static成員的初始化和特點

在C++的類中有些成員變數初始化和一般資料類型的成員變數有所不同。以下測試編譯環境為：

➜   g++ -vUsing built-in specs.COLLECT_GCC=g++Target: x86_64-linux-gnugcc version 5.4.0 20160609 (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4) 

測試代碼（g++編譯通過）：

#include <iostream>using namespace std;class Test{public:    Test() : y(1), r(y), d(3){} //對於常量型成員變數和引用型成員變數，必須通過參數化列表的方式進行初始化。    ~Test(){}    int y;      //普通變數成員    int &r;     //引用成員變數    const int d;    //常量成員變數    static int c;   //靜態成員變數    static const int x = 2.1;   //靜態常量整型成員變數    static const int xx;        //靜態常量整型成員變數聲明    static const double z;  //靜態常量非整型成員變數聲明    static const float zz = 6.6;    //靜態常量非整型成員變數};const int Test::xx = 4; //靜態常量整型成員變數定義const double Test::z = 5.1; ////靜態常量非整型成員變數定義int Test::c = 2;int main(void){    cout << Test::x << endl;        return 0;}

這些特殊類型的成員變數主要有：

1. 引用2. 常量3. 靜態變數4. 靜態整型常量5. 靜態非整型常量

• 對於==1. 引用==和==2. 常量==，成員變數必須通過建構函式的==參數列表==的方式初始化。例如：上述程式中的r 和 d 變數的初始化。

• 對於==3. 靜態變數==，static成員變數需要在類定義體外進行初始化與定義，因為static資料成員獨立該類的任意對象存在，它是與類關聯的對象，不與類對象關聯。例如：上述程式中的c變數的初始化。

• 對於==4. 靜態整型常量==，該類型成員可以直接在類中初始化，也可以在類中聲明，在類定義體外進行定義。例如：上述程式中的x和xx變數。

• 對於==5. 靜態非整型常量==，該類型也是可以在類中聲明在類定義體外進行定義，或者直接在類中定義初始化。例如：上述程式中的z和zz變數。

結論：

靜態成員屬於類範圍，但不屬於類對象，它的生命週期和普通的靜態變數一樣，程式運行時進行分配記憶體和初始化，程式結束時則被釋放。所以不能在類的建構函式中進行初始化。

static成員的優點

• static成員的名字是在類的範圍中，因此可以避免與其它類成員或全域對象名字衝突。
• 可以實施封裝，static成員可以是私人的，而全域對象不可以。
• 閱讀程式容易看出static成員與某個類相關聯，這種可見度可以清晰地反映程式員的意圖。

static成員函數特點

• 因為static成員函數沒有this指標，所以靜態成員函數不可以訪問非靜態成員。
• 非靜態成員函數可以訪問靜態成員。
• 待用資料成員與類的大小無關，因為靜態成員只是作用在類的範圍而已。

#include <iostream>using namespace std;class test2{public:    test2(int num) : y(num){}    ~test2(){}    static void testStaticFun()    {      cout << "y = " << y << endl; //Error:靜態成員函數不能訪問非靜態成員    }    void testFun()    {        cout << "x = " << x << endl;     }private:    static int x;//靜態成員變數的引用性說明    int y;};int test2::x = 10;//靜態成員變數的定義性說明int main(void){    test2 t(100);    t.testFun();    return 0;}

static用法總結

• c語言中：
  
  • 用於函數內部修飾變數，即函數內的靜態變數。這種變數的生存期長於該函數，使得函數具有一定的“狀態”。使用靜態變數的函數一般是不可重新進入的，也不是安全執行緒的，比如strtok(3)。
  • 用在檔案層級（函數體之外），修飾變數或函數，表示該變數或函數只在本檔案可見，其他檔案看不到也訪問不到該變數或函數。專業的說法叫“具有internal linkage”（簡言之：不暴露給別的translation unit）。
• c++語言中（由於C++引入了類，在保持與C語言相容的同時，static關鍵字又有了兩種新用法）：
  
  • 用於修飾類的資料成員，即所謂“靜態成員”。這種資料成員的生存期大於class的對象（執行個體/instance）。待用資料成員是每個class有一份，普通資料成員是每個instance 有一份。
  • 用於修飾class的成員函數，即所謂“靜態成員函數”。這種成員函數只能訪問靜態成員和其他靜態程員函數，不能訪問非靜態成員和非靜態成員函數。