C++ static / const /static const 型成员变量

C++static / const /static const 型成员变量

一 static关键字的两类作用

在C++中，static关键字的两类作用分别是：

控制可见性与 控制存储类型。

二 static成员变量的来源

staitc类型成员变量的出现是为了解决同一个类的所有对象共享参数的问题，实际上就是对存储类型的控制。在C语言中，这样的控制往往通过全局变量直线。而使用static成员变量的方法与使用global类型变量方法的相比有明显的优点：

1. 作用域，staticmember 是在class的作用域中的，它能够防止命名的冲突。

2. 数据封装，staticmember可以是private类型的。

3. 易于理解。

三 static成员变量的访问

static类型成员变量的访问可以直接通过作用域的符号实现。

在类的成员函数中可以不使用作用域的符号。

四 static成员变量的定义

与其它地方不同的是，类中的static仅仅起到变量声明的作用。Static类型的成员变量必须在类外进行定义，而无法通过构造函数进行定义。static成员变量不在类体内定义，也不在构造函数内初始化（这样就无法体现其共性）。

《C++Primer》中这样描述：

Unlikeordinary data members, static members are not initialized through theclass constructor(s) and instead should be initialized when they aredefined.

Thebest way to ensure that the object is defined exactly once is to putthe definition of static data members in the same file that containsthe definitions of the class noninline member functions.

Example1

//undefined reference to `A::n' classA { public: static int n; A(){n= 0;} void fun(){}; }; int main() { A a; return0; }

Example2

//‘n’ in ‘class A’ does not name a type class A { public: static int n; A(){} void fun(){}; }; A::n = 1; //Assignment is not enough int main() { A a; return 0; }

Example3

//ok class A { public: static int n; A(){} void fun(){}; }; int A::n = 1; //This is definition and assignment.( Definitions are not labeled static ! ) int main() { A a; return 0; }

Example4

//ok . The output is 1 #include <iostream> class A { public: static int n; A(){n = 2;} //This assignment is invalid. void fun(){}; }; int A::n = 1; int main() { std::cout<< A::n << std::endl; return 0; }

五static成员变量的进一步理解

《C++Primer》中对staticdata member的描述是这样的：

Astatic data member exists independently of any object of its class,each static data member is an object associated with the class, notwith the objects of that class.

也就是说，静态成员是独立于对象的，是与其所在类相关联的。

普通的成员变量是对象的一部分，而static类型的变量独立于任何的对象存在，它们不是对象的一部分。即staticmembers are not part of class objects。

1.一个static型成员变量可以作为它自身类所在的成员变量。例如：

class Bar{ public: //... private: static Bar mem1; //ok Bar* mem2; //ok Bar mem3; //error };

<C++Primer>是这样解释的：

Ordinarymembers are part of each object of the given class. Static membersexist independently of any object and are nor part of objects of theclass type. Because static data members are not part of any object,they can be used in ways that would be illegal for nonstatic datamembers.

2. 一个static型的成员变量可以作为默认参数。而一个非static类型的成员变量例如：

class Screen{ public: //bkgroundrefers to the static member declared later in the class definition Screen& clear(char = bkground); private: static const char bkground = '#'; };

<C++Primer>是这样解释的：

Anonstatic data member may not be used as a default argument becauseits value cannot be used independently of the object of which it is apart. Using a nonstatic data member as a default argument provides noobject from which to obtain the member's value and so is an error.

也就是说，使用非静态数据成员做为默认参数是错误的，因为这时没有一个具体的对象，无法从中得到成员的值。非静态成员每一个object的对象可能都不一样，而static针对每个class对象是一样的。所谓默认参数在C++effective上说是编译时绑定，说明在编译的时候就确定了他得值，非静态数据成员要到运行时候才能确定。

3.嵌套类可以含有静态成员而局部类不能含有静态成员。

六 const static类型成员变量

Example5

//ok . They are exactly the same. #include <iostream> class A { public: const static int n; A(){} void fun(){}; }; const int A::n = 1; int main() { std::cout<< A::n << std::endl; return 0; }

七例外的conststatic int类型

conststatic int 类型的成员变量可以在类中进行定义。

Example6

//ok . //Aconst static data member of integral type can be initialized withinthe class body // aslong as the initializer is a constant expression. #include <iostream> class A { public: const static int n = 1; A(){} void fun(){}; }; int main() { std::cout<< A::n << std::endl; return 0; }

Example7

//ok . //static_const.h #ifndefSTATIC_CONST_H #defineSTATIC_CONST_H #include<string> usingnamespace std; classA { public: conststatic string n; A(){} void fun(){}; }; #endif //static_const.cpp #include <iostream> #include"static_const.h" const string A::n = "abc"; int main() { std::cout<< A::n << std::endl; return 0; }

Example8

//error. 类中对具有非整数类型‘conststring {aka const std::basic_string<char>}’的静态数据成员//的初始化无效。只有conststatic int 类型可以使用Example6方法。 //static_const.h #ifndef STATIC_CONST_H #define STATIC_CONST_H #include <string> using namespace std; classA { public: const static string n = "abc"; A(){} void fun(){}; }; #endif //static_const.cpp #include <iostream> #include "static_const.h" const string A::n = "abc"; int main() { std::cout << A::n << std::endl; return 0; }

八static修饰函数体内的变量

在函数中，被static修饰的对象只创建一次，连接方式为内部连接。在程序从main()中退出或者调用exit()时，系统自动调用该对象的析构函数（在析构函数中调用exit()可能陷入死循环）。如果用abort()退出程序，内存将不被释放。标准C库的atexit()可用于指定当程序跳出main()时应执行的操作。用atexit()注册过的函数可以在所有对象的析构之前调用。

静态对象的销毁是按初始化的反序进行的。

九static对可见性的控制

所有的全局对象都隐含为静态存储类。在文件范围内（不在任何嵌套结构之中）定义

inta = 0; 在a被存储在程序的静态存储区。

文件范围内所有的名字都默认采用外部连接，也就是说，被外部文件可见。而在文件范围内定义static int a = 0; 则a采用静态存储，内部连接。

一旦进入局部变量，static就不再改变变量的可见性，而只改变变量的存储类型。

当static用于修饰函数时，该函数只在当前文件可见。例如staticvoid function();