C++——静态成员详解

Posted 2021-07-16 Albert Nie

有时候，类需要它的一些成员与类本身直接相关，而不是与类的各个对象保持关联，而这就是静态成员。

本质：静态成员与类本身直接相关，而不与类对象保持关联，除此之外，它和其他类成员基本一样。

静态成员包括：静态成员数据，静态成员函数

如何声明？

在成员声明之前加上static关键字。

class A {
public:   // or private 
    static int a;        // 静态成员数据声明，也是定义
    static int func();   // 静态成员函数声明
    static int func() const; // error!
}

note : 静态成员函数也不与任何对象绑定在一起，即不拥有this指针，这也就导致了静态成员函数体内不能使用this指针，也不能访问非静态成员（隐式this指针），且其不能被声明为const（因为const表示该函数不会修改对象的成员数据，而static函数压根不能访问对象（非类）的数据成员，也就谈不上修改了，故而c++规定不能用将静态成员函数声明为const。）

再次强调：静态成员函数只能访问类的静态成员变量。

如何定义？

注意，这时成员数据和成员函数的行为是不同的。

• 成员数据

  • 通常在外部初始化

  int A::a = 10;
  

  • 如果非要在内部初始化，那么成员数据必须是 constexpr 或者 const 修饰的整数类型，初始值必须是字面值常量整数类型

  class A{
       // ok，但只能用于类内替换，否则必须在外部重新定义（具体见C++ primer 5nd p271），但不需要再次指定初始值
      static constexpr int a = 10; 
      static const float a = 10.0;   // error 不是整数类型
      static int a = 10;   // error!
  } 
  

• 成员函数：内类内外都可定义，不写static关键字。

int A::func(){    // 内外定义，加上类作用域，不写static关键字
   ....
}

如何使用？

• 通过作用域运算符访问

cout << A::a << endl;

• 和普通成员函数一样

A obj;  
A* ptr;
cout << obj.a << endl;    // 通过对象（或引用）访问
cout << ptr->a << endl;  // 通过指针访问

特殊场合

• 静态数据类型可以是不完全类型，特别的，静态数据成员的类型可以就是它所属的类类型，普通成员则不行。

class A{
    static A a;  // ok
    A b;  // error!
}

• 静态成员可以做默认实参，普通成员则不行。

class A{
   static int a;
   int func(int num =  a;)
}

参考资料： c++ primer 5nd p268–p272。