17. C++ static、const 和 static const 类型成员变量声明以及初始化-Toy模板网

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1. C++ static、const 和 static const 类型成员变量声明以及初始化

const 定义的常量在超出其作用域之后其空间会被释放；
static 定义的静态常量在函数执行后不会释放其存储空间；

1.2 static

static 表示的是静态的

类的静态成员函数、静态成员变量是和类相关的，而不是和类的具体对象相关的。即使没有具体对象，也能调用类的静态成员函数和成员变量。一般类的静态函数几乎就是一个全局函数，只不过它的作用域限于包含它的文件中。
在 C++ 中，static 静态成员变量不能在类的内部初始化。在类的内部只是声明，定义必须在类定义体的外部，通常在类的实现文件中初始化。
static 关键字只能用于类定义体内部的声明中，定义时不能标示为 static。
在 C++ 中，const 成员变量也不能在类定义处初始化，只能通过构造函数初始化列表进行，并且必须有构造函数。
const 数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象，不同的对象其 const 数据成员的值可以不同。所以不能在类的声明中初始化 const 数据成员，因为类的对象没被创建时，编译器不知道 const 数据成员的值是什么。
const 数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化列表中进行。要想建立在整个类中都恒定的常量，应该用类中的枚举常量来实现，或者static const。

class Test{
public:
    Test():a(0){}
    enum {size1=100,size2=200};
private:
    const int a;        // 只能在构造函数初始化列表中初始化
    static int b;       // 在类的实现文件中定义并初始化
    const static int c; // 与 static const int c;相同。
};
 
int Test::b=0;       // static成员变量不能在构造函数初始化列表中初始化，因为它不属于某个对象。
const int Test::c=0; // 注意：给静态成员变量赋值时，不需要加static修饰符，但要加cosnt。

const 成员函数主要目的是防止成员函数修改对象的内容。即 const 成员函数不能修改成员变量的值，但可以访问成员变量。当访问成员函数时，该函数只能是 const 成员函数。
static 成员函数主要目的是作为类作用域的全局函数。不能访问类的非静态数据成员。类的静态成员函数没有 this 指针，这导致：
- 不能直接存取类的非静态成员变量，调用非静态成员函数。
- 不能被声明为 virtual。

1.3 关于 static、const、static const、const static 成员的初始化问题

类里的const成员初始化：

在一个类里建立一个 const 时，不能给他初值。

class foo{
public:
    foo():i(100){}
private:
    const int i = 100;//error!!!
};
//或者通过这样的方式来进行初始化
foo::foo():i(100){}

1.3.2 类里的static成员初始化

类中的 static 变量是属于类的，不属于某个对象，它在整个程序的运行过程中只有一个副本，因此不能在定义对象时对变量进行初始化，就是不能用构造函数进行初始化，其正确的初始化方法是：

数据类型 类名::静态数据成员名 = 值；

class foo{
public:
    foo();
private:
	static int i;
};
 
int foo()::i=20;

初始化在类体外进行，而前面不加static，以免与一般静态变量或对象相混淆。
初始化时不加该成员的访问权限控制符private、public等。
初始化时使用作用域运算符来表明它所属的类，因此，静态数据成员是类的成员而不是对象的成员。

1.3.3 类里的 static const 和 const static 成员初始化

class Test{
public:
    static const int mask1;
    const static int mask2;
};
const Test::mask1 = 0xffff;
const Test::mask2 = 0xffff;
// 它们的初始化没有区别，虽然一个是静态常量一个是常量静态。静态都将存储在全局变量区域，其实最后结果都一样。可能在不同编译器内，不同处理，但最后结果都一样。

完整实例

#ifdef A_H_
#define A_H_
#include <iostream>
using namespace std;

class A{
public:
    A(int a);
    staticvoid print();    // 静态成员函数
private:
    static int aa;         // 静态数据成员的声明
    staticconst int count; // 常量静态数据成员（可以在构造函数中初始化）
    const int bb;          // 常量数据成员
};

int A::aa=0;               // 静态成员的定义+初始化
const int A::count=25;     // 静态常量成员定义+初始化
A::A(int a):bb(a){         // 常量成员的初始化
    aa+=1;
}
void A::print(){
    cout<<"count="<<count<<endl;
    cout<<"aa="<<aa<<endl;
}
#endif
int main(){
    A a(10);
    A::print();//通过类访问静态成员函数
    a.print();//通过对象访问静态成员函数
}

2. c++类的静态成员

2.1 静态数据成员

在类中，静态成员可以实现多个对象之间的数据共享，并且使用静态数据成员还不会破坏隐藏的原则，即保证了安全性。因此，静态成员是类的所有对象中共享的成员，而不是某个对象的成员。
使用静态数据成员可以节省内存，因为它是所有对象所公有的，因此，对多个对象来说，静态数据成员只存储一处，供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样，但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次，保证所有对象存取更新后的相同的值，这样可以提高时间效率。

静态数据成员的使用方法和注意事项如下：

静态数据成员在定义或说明时前面加关键字 static。
静态成员初始化与一般数据成员初始化不同。

静态数据成员初始化的格式如下：

<数据类型> <类名>::<静态数据成员名> = <值>

注意：

**初始化在类体外进行，而前面不加static，**以免与一般静态变量或对象相混淆。
初始化时不加该成员的访问权限控制符private，public等。
初始化时使用作用域运算符来标明它所属类，因此，静态数据成员是类的成员，而不是对象的成员。

2.2 静态成员函数

静态成员函数和静态数据成员一样，它们都属于类的静态成员，它们都不是对象成员。因此，对静态成员的引用不需要用对象名。

在静态成员函数的实现中不能直接引用类中说明的非静态成员，可以引用类中说明的静态成员。如果静态成员函数中要引用非静态成员时，可通过对象来引用。

#include …
class M{
public:
    M(int a){
        A=a;
        B+=a;
    }  
    static void f1(M m);
private:
    int A;
    static int B;
};
 
void M::f1(M m)
{
    cout<<"A="<<m.A<<endl;
    cout<<"B="<<B<<endl;
}
 
int M::B=0;
 
int main()
{
    M P(5),Q(10);
    M::f1(P); //调用时不用对象名
    M::f1(Q);
}

调用静态成员函数使用如下格式：

<类名>::<静态成员函数名>(<参数表>);

3. C++ 中各种类型的成员变量的初始化方法

C++各种不同类型成员根据是否static、时候const类型的初始化方法不尽相同。

#pragma once
class Test
{
private:
    int var1;
    // int var1 = 4; 错误的初始化方法
    const int var2 ;
    // const int var2 =2; 错误的初始化方法
    static int var3;
    // static int var3 = 3; 错误，只有静态常量int成员才能直接赋值来初始化
    static const int var4 = 4; //正确，静态常量成员可以直接初始化    
    static const int var5;//也可以在类外初始化，可以被const
public:
    Test(void);
    ~Test(void);
};

int Test::var3 = 3; //静态成员的正确的初始化方法
// int Test::var1 = 1; 错误静态成员才能初始化
// int Test::var2 = 2; 错误
// int Test::var4 = 4; // 错误的方法，提示重定义
Test::Test(void)：var1(1),var2(2) // 正确的初始化方法,var3(3)不能在这里初始化
{
    var1 = 1; //正确, 普通变量也可以在这里初始化
    // var2 = 2; 错误，因为常量不能赋值，只能在 "constructor initializer （构造函数的初始化列表）" 那里初始化
          
    var3 = 4; //这个赋值是正确的，不过因为所有对象一个静态成员，所以会影响到其他的，这不能叫做初始化了吧
}
Test::~Test(void){}

有些成员变量的数据类型比较特别，它们的初始化方式也和普通数据类型的成员变量有所不同。这些特殊的类型的成员变量包括：