C++静态类成员简介

前言

这里简单记录一下C++中静态成员变量和静态成员函数，主要是涉及一些相关知识和初始化内容。

记录于此，方便自己查阅。

正文

类成员包括两类：

1. 成员变量表示类的属性，可以是整型、浮点型、字符型、数组、指针和引用等，也可以是对象。

2. 成员函数表示类的行为。

在类的成员变量或函数上添加关键字static，那就是成为了静态成员变量和静态成员函数。

静态成员变量

静态类成员是在类成员定义前使用static关键字

class BiuMall {
public:
    static int age;
};
​
//静态变量初始化
int BiuMall::age = 10;

我这个C++版本不支持类内部初始化，下面注意事项有相关介绍。

静态类成员不仅属于类的对象，也属于类。因此，可以通过如下几种方式访问静态类成员变量。

int main()
{
    std::cout << BiuMall::age << std::endl;
    
    BiuMall::age++; //+1
    
    BiuMall biumall;
    std::cout << biumall.age << std::endl;
    
    BiuMall::age++; //+1
​
    BiuMall* biumallP = &biumall;
    std::cout << biumallP->age << std::endl;
}

输出结果：

10 
11
12

小结

1. 一个类中，静态成员变量被所有的类对象共享，即无论定义多少个类对象，静态成员变量都只有一个。

2. 如果静态成员变量被修改，则所有对象的静态成员变量都将发生改变。

注意

对于静态成员变量，下面几点需要注意。

1. 静态类成员变量可以是当前类的对象，非静态类成员只能是当前类的指针

   class BiuMall {
   public:
        static int age ;    //静态变量
        //BiuMall biumall; // 错误， 不允许使用不完整的类型
        BiuMall* biumallP; //正确  //指针对象
        static BiuMall biuamallStatic; //正确  静态类对象
   };

2. 静态成员变量可作为类成员函数的默认参数，普通成员变量则不允许作为成员函数的默认参数。

   class BiuMall {
   public:
        static int age_static ;    //静态变量
        int addOne(int age = age_static) {
            return age+1;
        }
        static int addTwo(int age = age_static) {
            return age + 2;
        }
   ​
        int age_no_static;
        //int subOne(int age = age_no_static) { // 提示：非静态成员引用必须与特定对象相对
        // return age - 1;
        //}
   };

   使用

   int main()
   {
       BiuMall biumall;
       std::cout << biumall.addOne() << std::endl;
   }

错误

注意，静态成员变量需要初始化，要不然使用就有异常。

错误1

//错误1
class BiuMall {
public:
    //static int age = 5; // 提示 ：带有类内初始值设定项的成员必须为常量。
};

从C++17开始支持static变量在类内部初始化。

错误2

//错误2
class BiuMall {
public:
    static int age;
};
​
int main()
{
    std::cout << BiuMall::age << std::endl; 
}

没有提示，但编译无法通过

无法解析的外部符号 "public: static int BiuMall::age" (?age@BiuMall@@2HA)

这是因为没有给静态类成员变量没有初始化。

1. 静态类成员变量不会自动初始为0，需要主动初始化

2. 局部变量未初始化，默认值未知（VS会提示需要初始化）

3. 全局变量（包括static修饰）默认会初始化为0

下面是正确的代码：

class BiuMall {
public:
	 static int age ;
};

//初始化
int BiuMall::age = 10;

int main()
{
	std::cout << BiuMall::age << std::endl;
}

静态成员函数

在成员函数前添加static关键字，即可为类定义一个静态成员函数。

注意事项：

1. 静态成员函数只能访问静态成员变量，不能访问普通成员变量。

   class BiuMall {
   public:
   	 static int age_static ;    //静态变量
   	 int age;
   	// 错误，非静态成员引用必须与特定对象相对
   	// static int getAge() {
   	//	 return age; 
   	// }
   	
   	// 正确
   	 static int getAge() {
   		 return age_static;
   	 }
   };
   
   //初始化静态变量
   int BiuMall::age_static = 10;

2. 静态成员函数不能定义为const类型，即静态成员函数末尾不能使用const关键字。

   class BiuMall {
   public:
   	 static int age_static ; 
   
   	// 静态成员函数上不允许使用类型限定符
   	// static int getAge() const { 
   	//	 return age_static;
   	// }
   };
   
   //初始化静态变量
   int BiuMall::age_static = 10;

3. 定义静态成员函数时，如果函数实现代码在类体外，则不能使用static关键字。

   class BiuMall {
   public:
   	 static int age_static ;  
   	 static int getAge();
   };
   
   //初始化静态变量
   int BiuMall::age_static = 10;
   
   //错误，此处不能指定存储类
   //static int BiuMall::getAge() {
   //	return age_static;
   //}
   
   //正确
   int BiuMall::getAge() {
   	return age_static;
   }

参考文章

1. 《C++从入门到精通（第6版）》

2. 《类中定义static变量后，visual studio编译时提示LNK2001“无法解析的外部符号”》