关于类static成员的使用

本文深入探讨C++中类静态成员的使用技巧与常见误区,包括静态成员变量的正确初始化方式,静态成员函数的特性及其如何用于初始化静态成员变量,以及在类内定义静态对象的特殊用途。同时,文章提供了实例代码,帮助读者理解静态成员在不同场景下的应用。

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1.类静态成员变量使用易错点

成员函数(静态/非静态)使用静态成员变量
//非静态成员函数使用静态成员变量
class staticTest
{
public:
	void func0()
	{
		cout << staticVar << endl;
	}

	static void func1()
	{
	}

private:
	static int staticVar;
	int var;
};

//静态成员函数使用静态成员变量
class staticTest
{
public:
	void func0()
	{
	}

	static void func1()
	{
		cout << staticVar << endl;
	}

private:
	static int staticVar;
	int var;
};

编译成功,链接时出错。应该只有声明,没有定义的问题,类似于全局变量。加入int staticTest::staticVar = 2;后正常。

静态成员函数使用非静态成员变量
//非静态成员函数使用静态成员变量
class staticTest
{
public:
	void func0()
	{
	}

	static void func1()
	{
		cout << var << endl;
	}

private:
	static int staticVar;
	int var;
};

编译失败。

静态成员函数使用非静态成员变量
//非静态成员函数使用静态成员变量
class staticTest
{
public:
	void func0()
	{
	}

	static void func1()
	{
		cout << var << endl;
	}

private:
	static int staticVar;
	int var;
};

编译失败。

非静态成员函数调用静态成员函数
//非静态成员函数使用静态成员变量
class staticTest
{
public:
	void func0()
	{
		func1();
	}

	static void func1()
	{
	}

private:
	static int staticVar;
	int var;
};

没有问题。

总结

大致就是类内的static int staticVar;这样的静态成员,需要在类外(类内也行,一般类外)进行初始化后才可使用。而静态函数不存在初始化这个问题,所以可以直接使用。

2.使用类静态成员函数初始化静态成员变量

class staticTest
{
public:
	void func0()
	{
	}
private:
	static int staticVar;
	int var;
	
	static int func1()
	{
		return 42;
	}
};

int staticTest::staticVar = func1();

书上的说明是,和其他成员变量一样,可以用私有成员函数进行初始化。其实扩展过来应该是,静态成员变量,可以用私有的静态成员函数进行初始化。感觉这种用法应该比较普遍。

3.利用静态成员变量,在类内定义自身的对象

class staticTest
{
public:
	void func0()
	{
	}
private:
	static int staticVar;
	int var;
	static staticTest stt;
};

挺神奇的用法,先记着吧。

4.在类内部初始化静态成员变量

class staticTest
{
public:
	void func0()
	{
	}
private:
	static constexpr int staticVar = 3;
	int var;
};

constexpr int staticTest::staticVar;

不知道怎么用,先记着。书上说【即使一个常量静态数据成员在类内部被初始化,一般也应该在类外进行定义】。

### C++模板静态成员变量的定义与初始化 在C++中,模板中的静态成员变量与其他普通静态成员变量有所不同。以下是关于如何正确定义和初始化模板静态成员变量的关键点: #### 1. 模板静态成员变量的声明 模板中的静态成员变量需要在其体内进行声明。例如,在给定的例子中,`TestTemStatic` 模板中有两个静态成员变量 `knownTypeVar` 和 `unKnownTypeVar` 的声明如下: ```cpp template<typename T> class TestTemStatic { public: static int knownTypeVar; static T unKnownTypeVar; }; ``` #### 2. 静态成员变量的外部定义 为了使编译器能够正确处理模板中的静态成员变量,必须在外部分别为每个型的实例化提供具体的定义。 ##### (a) 基本数据静态成员变量的初始化 如果静态成员变量是一个基本数据型(如 `int`),则可以按照以下方式进行定义和初始化: ```cpp // 定义并初始化已知型的静态成员变量 template<typename T> int TestTemStatic<T>::knownTypeVar = 0; // 初始化为默认值 0 [^1] ``` 这里需要注意的是,即使是在外定义也需要显式指定模板参数 `<T>`。 ##### (b) 未知静态成员变量的初始化 当静态成员变量依赖于模板参数,则需为其分配初始值的方式取决于该型的性质。例如: ```cpp // 定义并初始化未知型的静态成员变量 template<typename T> T TestTemStatic<T>::unKnownTypeVar = T(); // 使用默认构造函数初始化 [^1] ``` 上述代码表示通过调用 `T()` 来创建一个默认对象作为初始值。这种方式适用于具有无参构造函数的任何型。 #### 3. 利用C++11及以上版本特性简化初始化过程 自C++11起引入了新的语法允许直接在内部完成某些特定条件下的静态成员变量初始化操作。具体而言,仅限常量表达式的整数型或者枚举型的静态成员可以直接在线赋初值而无需额外再单独写一次全局作用域内的实现语句。 ```cpp template<typename T> class AnotherExample { public: static constexpr int fixedValue = 42; // 可以内联初始化 [^5] }; // 不需要再次定义fixedValue ``` #### 示例完整代码展示 下面给出完整的例子来演示整个流程: ```cpp #include <iostream> template<typename T> class TestTemStatic { public: static int knownTypeVar; static T unKnownTypeVar; }; // 外部定义及初始化 template<typename T> int TestTemStatic<T>::knownTypeVar = 0; template<typename T> T TestTemStatic<T>::unKnownTypeVar = T(); int main(){ std::cout << "Known Type Var: " << TestTemStatic<int>::knownTypeVar << "\n"; double dVal = 3.14; TestTemStatic<double>::unKnownTypeVar = dVal; std::cout << "Unknown Type Var: " << TestTemStatic<double>::unKnownTypeVar << "\n"; return 0; } ```
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