C++静态成员（static）-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了C++静态成员（static）。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、什么是静态成员？

由关键字static修饰类体中成员，称为类静态成员（static class member）。类的静态成员为其所有对象共享，不管有多少对象，静态成员只有一份存于公共内存中。静态数据成员被当作该类类型的全局对象。

二、静态属性

在类设计中，用关键字static修饰的数据成员为静态数据成员。由该类型实例化的所有对象，共享系统为静态成员分配的一个存储空间，而这个存储空间是程序执行main函数之前分配的，在实例化对象时不再为静态成员分配空间（静态成员数据不在对象空间中）。

1、设计静态数据成员目的是信息共享；

示例：

class Circle
{
private:
double pi; //
double radius; // 半径
public:
Circle(double r = 0.0):pi(3.14),radius(r) {}
~Circle() {}
void area() const
{
return pi * radius * radius;
}
};
int main()
{
Circle cir(12.23);
cir.area();
size_t sz = sizeof(cir);
return 0;
}

全局变量：

double pi = 3.14;
class Circle
{
private:
double radius; // 半径
public:
Circle(double r = 0.0):pi(3.14),radius(r) {}
~Circle() {}
void area() const
{
return pi * radius * radius;
}
};

类的静态数据成员：

class Circle
{
private:
//静态成员的声明，注意私有
static double pi;
private:
double radius;
public:
Circle(double r = 0.0):pi(3.14),radius(r) {} //error
Circle(double r = 0.0):radius(r) {} // ok;
Circle(double r = 0.0):radius(r)
{
pi = 3.14; // ok; 但是没有必要
}
};
//静态成员的定义
double Circle::pi = 3.14;

总结：

同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：

1、静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，因此不存在与程序中其他全局名字冲突的可能性。

2、可以实现信息隐藏，静态成员可以是private成员，而全局变量不能。

2、静态数据是该类所有对象所共有的，可提供同一类型的所有对象之间，信息共享或信息交换的一种方式。

静态数据成员属于整个类型，使用时可用以下格式：

类名::静态数据成员名或对象.静态数据成员名（前提是可访问符为public）

示例：

用静态数据成员记录由同一类建立的对象的数量。

定义学生类，统计学生的信息：

通过定义一个全局变量统计当前学生总数，全局变量可以实现对象的共享，但是没有权限的限制，导致其他的函数或者对象可以无限制修改，则会出现问题(不安全）；
使用static，利用普通成员变量进行统计，普通成员变量是本类某个对象独有的，类作用域，不能实现共享，外界修改不了（比较安全）。

int m_count = 0;//1、全局变量
//全局变量可以实现对象的共享，但是没有权限的限制，导致其他的函数或者对象可以无限制修改，则会出现问题(不安全）
class Student
{
public:
	Student(int num = 0, const char* name = "", char sex = 'm'):m_num(num), m_sex(sex)
	{
		m_name = new char[strlen(name) + 1];
		strcpy_s(m_name, strlen(name) + 1, name);
		m_count++;
	}
	~Student()
	{
		if (m_name != NULL)
		{
			delete[]m_name;
			m_name = NULL;
		}
	}
	void Print(){
		cout << "总数" << m_count << endl;
	}
private:
	int m_num;
	char* m_name;
	char m_sex;
	static int m_count;//2、普通成员变量是本类某个对象独有的，类作用域，不能实现共享，外界修改不了（比较安全）
};
int Student::m_count;
void main()
{
	Student s(1001, "张三", 'm');
	Student s1(1003, "张三", 'w');
	Student s2(2005, "张三", 'm');
	s.Print();
	s1.Print();
	s2.Print();
}

3、在类的成员函数中使用静态数据成员，静态数据成员之前没有this

class Cat // 猫
{
private:
static int num;
private:
std::string _owner; //猫主
std::string _name; //猫名
public:
Cat(const string &owner,
const string &name):_owner(owner),_name(name)
{
num+=1;
cout<<"create Cat num: "<< num<<endl;
}
~Cat()
{
num-=1;
cout<<"Destroy Cat num: "<<num<<endl;
}
void print() const
{
cout<<"Owner: "<<_owner<<" Name: "<<name<<endl;
num+=1; // not this;
}
};

4、若类中含有静态成员，则该成员不在能本类中开辟空间，静态数据成员不占类的大小，不能在构造函数中初始化。

class A
{
public:
	//A():m_a(1),m_b(2),m_c(3){}//m_c不能在构造函数中初始化
	A() :m_a(1), m_b(2)
	{
		//m_c = 3;//赋值， 没有给m_c开辟空间
		m_c++;
	}
	void Print()
	{
		cout << m_c << endl;
	}
private:
	int m_a;//4
	char m_b;//1 1->4
	static int m_c;//m_c没有在A类开辟空间 
	//引用性声明，仅用于声明
};
int A::m_c = 0;//定义性声明  开辟空间
void main()
{
	cout << sizeof(A) << endl;
	A a;
	a.Print();
	A b;
	b.Print();
}

5、静态属性的类型是int，short，char，并且是const，可以在类中直接初始化

class Bar
{
private:
static const int nameSize = 20; // ok;
static const char name[nameSize]="xiao cheng bar"; // error;
};

6、静态数据成员的类型可以是其所属类，而非static数据成员只能被声明为该类的指针

class Bar
{
private:
std::string _name;
private:
static Bar sm_bar; // ok;
private:
Bar m_bar; // error;
Bar *pb; // ok;
};

总结：

1、设计静态数据成员目的是信息共享和信息交流

2、类的静态数据成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例

3、类的静态数据成员必须在类外定义，定义时不添加static关键字，不能在构造函数的初始化列表中创建

4、类的静态数据成员类型是int，short，char，long long，并且是const，可以在类中直接初始化，也可以在类外初始化

5、在类的成员函数中使用静态数据成员，静态数据成员之前没有this

6、当类的静态数据成员为公有时，可以在外部函数使用：类名::静态数据成员名或对象.静态数据成员名，可以在类体中定义自身的静态类型对象

三、静态方法

函数成员说明为静态，将与该类的不同对象无关。静态函数成员的调用，在对象之外可以采用下面的方式：

类名::函数名或对象名.函数名

与静态数据成员相反，为使用方便，静态函数成员多为公有。

class Object
{
private:
static int num;
private:
int value;
public:
Object(int val = 0):value(val),num(val) {}// error;静态属性只能在类外初始化
Object(int val):value(val)
{
num = 1; // 不是初始化，是赋值
}
void print()
{
cout<<"value: "<<value<<" num: "<<num<<endl;
}
static void show() // 静态函数 not this
{
cout<<"value: "<<value<<" num: "<<num<<endl;
}
static void fun(Object &obj) // const // 不能定义为常方法。
{
cout<<obj.value<<" "<<num<<endl;
}
};
int Object::num = 0;

静态成员函数没有this指针，因此在静态成员函数显式地使用this指针都将导致编译时刻错误。试图访问隐式使用this指针所指向的非静态数据成员也会导致编译时刻错误。

class Student
{
public:
	Student(int num = 0, const char* name = "", char sex = 'm') :m_num(num), m_sex(sex)
		//m_count(0),m_num(num),m_sex(sex)
	{
		m_name = new char[strlen(name) + 1];
		strcpy_s(m_name, strlen(name) + 1, name);
		m_count++;
	}
	~Student()
	{
		if (m_name != NULL)
		{
			delete[]m_name;
			m_name = NULL;
		}
	}
	void Print() {
		cout << "总数" << m_count << endl;
	}
	//在static函数中，没有this指针，所以不能直接输出非静态数据成员
	static void Show(Student &s )
	{
		cout << "Show" << endl;
		cout << s.m_num << s.m_name << s.m_sex << m_count << endl;
	}
private:
	int m_num;
	char* m_name;
	char m_sex;
	static int m_count;
	//const int m_j;//成员初始化列表
	//const static int m_i = 20;
};
int Student::m_count;
void main()
{
	Student s(1001, "张三", 'm');
	Student s1(1003, "张三", 'w');
	Student s2(2005, "张三", 'm');
	s.Print();
	s1.Print();
	s2.Print();
	s.Show(s);//没有this指针来接收，不管是用哪个对象来调用static，本质使用当前对象的类型Student来调用
	Student::Show(s2);//right,不用特别去声明成员调用此函数
	//Student::Print();//error,非静态只能用对象来调用，非static中，有this指针，必须通过对象来调用
}