C++:类内static成员

C++静态成员详解

最新推荐文章于 2024-06-16 00:05:14 发布

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本文深入探讨了C++中静态成员的概念与应用，包括不同访问权限下的静态成员变量及函数的使用方法，以及静态常量成员的定义和注意事项。

static成员是与类相关的，而不是与类的各个对象保持关联。

实际上，这在一定程度上减少了资源开销。

想象类内某const int size，每个对象的值都应当是相同的，如果单纯的将其定义为const成员，那么每一个对象都会有一个size的副本，浪费资源。

由于类内static是整个类的所有对象共享，所以它没有this指针！

由于是类内static，所以static也会有不同的访问权限。

public static

static data and static function

这种用法并不常见，看下面的例子：

`#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{

public:
    static int x;
    static void fun(){
        cout << "Calling public static function fun()" << endl;
    }
};

int Test::x = 10;//类内声明，类外定义

int main()
{
    Test test;

    cout << Test::x << endl;
    cout << test.x << endl;
    test.fun();
    Test::fun();
    return 0;
}

其中x和fun()是static成员，访问权限是public。这意味着该类的对象从类外即可轻松访问x和fun（）。
注意这里强调，static function 是没有this指针的，所以test.fun()实际上只是通过test调用了Test类的fun（），和test并无关系。
test.x同理。
可见这种调用方式可能会产生歧义，因此更建议使用ClassName::static data的调用方式。

private static

private static是最为常用的方式。
因为访问权限是static，所以有很好的封装性。对于类内经常用到的操作，可以将其抽象成一个工具函数(tool function)方便使用
，因为这个tool function是属于整个类的，因此将其编写为static更能节省空间。

#include <iostream>
using namespace std;

class Test
{
private:
    static int maxSize;
    static void toolFunction();//do something in the class
public:
    static void accessMaxSize(); 
};
int main()
{
    Test test;

    return 0;
}

maxSize是private data，那么以前的test.maxSize和Test::masSize这两种用法都不能访问maxSize
对于这种数据想要完成访问操作，需要定义一个public static method，正如类中的static void accessMaxSize()。

static const 成员

这里是比较容易弄混的地方，看下面这个例子。

#include <iostream>
using namespace std;

class Test
{
private:
    static const int maxSize = 5;
    int array[maxSize];
public:
    Test(){
    cout << &maxSize << endl;
    }

};

int main()
{
    Test test;

    return 0;
}

Test类中声明了一个static const int maxSize,并且赋予初值，作为成员array[]的长度参数,直到这里一切都OK，但是
你会发现，上述代码无法通过编译。

编译器提示
**undefined reference toTest::maxSize’|**`

使用未定义的成员？
等等？我们不是给予了初值了吗？
实际上，如果去掉上述代码的构造函数部分的cout << &maxSize << endl;语句编译器就会开心的放你通过。

这很奇怪，为什么对maxSize取地址编译器就报错呢？
这意味着编译器没有给maxSize分配空间，也就是说，maxSize未定义！

Effective C++ 是这样解释的：

我们看到的static const int maxSize = 5是一个声明式而非定义式。c++要求对任何一个东西提供定义式，但是如果是class专属常量且为static且为integral(ints,chars,bools)，则需特殊处理，只要不取它的地址，编译器一切都ok。

最好的解决办法是，在类外提供一个定义式

const int Test::maxSize;

需要注意的是，不要const int Test::maxSize = someValue，即便这个someValue是5也不可以，编译器会提示

error: duplicate initialization of 'Test::maxSize'|

触发重定义错误。