C++中靜態(tài)成員函數(shù)與靜態(tài)成員變量（static ）

這篇介紹了靜態(tài)成員函數(shù)與靜態(tài)成員變量，是我的讀書筆記，我希望它夠簡(jiǎn)短但又比較全面，起到復(fù)習(xí)的作用。如果有一些C++知識(shí)記不清楚了，它可以幫你很快回憶起來。

復(fù)習(xí)C語言的static關(guān)鍵字

（1）加在局部變量的前面使之成為靜態(tài)局部變量，作用域還是在函數(shù)內(nèi)部，可是生存周期延長(zhǎng)了。

（2）加在全局變量的前面限定該變量作用域?yàn)槲募饔糜颍褪钦f即使其他文件使用了extern擴(kuò)展作用域也不行。這在C語言的多人項(xiàng)目中非常有用，避免了變量的重名。然而在C++中這一功能已經(jīng)被命名空間取代，但是為了保持和C語言的兼容，static還是有這樣的功能。

（3）加在函數(shù)定義或聲明的前面，限定函數(shù)作用域到文件作用域，也是為了避免多個(gè)文件中有重名函數(shù)。

當(dāng)static關(guān)鍵字出現(xiàn)在類中

當(dāng)static出現(xiàn)在類的定義中便出現(xiàn)了靜態(tài)成員變量和靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)成員是屬于類的，而不是屬于某個(gè)對(duì)象的。即便沒有任何一個(gè)實(shí)例，類的靜態(tài)成員變量也已經(jīng)存在了，而且還可能通過“類名::成員名”進(jìn)行訪問。類的靜態(tài)成員函數(shù)也可以用相同的方式調(diào)用，在類產(chǎn)生實(shí)例之前就調(diào)用成員方法，典型應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)單例模式。

（1）靜態(tài)成員變量

靜態(tài)成員變量本質(zhì)上是全局變量，但是將和某些類關(guān)系緊密的全局變量寫到類里面，形式上成為一個(gè)整體，更容易理解和維護(hù)。所以盡量使用靜態(tài)成員變量吧，減少全局變量的使用。普通成員變量每個(gè)對(duì)象都有各自的一份，但是靜態(tài)成員變量一共只有一份，被所有的本類對(duì)象共享。如果使用sizeof運(yùn)算符計(jì)算對(duì)象的大小，得到的結(jié)果是不包含靜態(tài)成員變量在內(nèi)的。

靜態(tài)成員同樣受到private，public等的限制。

靜態(tài)成員變量的一個(gè)典型應(yīng)用就是用來計(jì)數(shù)生成的實(shí)例的個(gè)數(shù)。大體思路是設(shè)置一個(gè)名為num的靜態(tài)成員變量并初始化為0，在構(gòu)造函數(shù)中++num,析構(gòu)函數(shù)中--num。這樣num的值就是當(dāng)前實(shí)例的個(gè)數(shù)。實(shí)際上這也帶來了一個(gè)隱蔽的bug。看下面的代碼：

class CNum {
   public:
       static int num;
       ~CNum() { --num; }
       CNum() { ++num; }
};

int CNum::num = 0;
void fun(CNum n){ }

 int main() {
   CNum n;
   fun(n);
   fun(n);
   cout << CNum::num << endl;
  return 0;
}

結(jié)果：-1

num盡然成了一個(gè)負(fù)數(shù)，難道析構(gòu)函數(shù)比構(gòu)造函數(shù)多調(diào)用了一次？實(shí)際上不是的。當(dāng)執(zhí)行 fun(n); 語句時(shí)調(diào)用了復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，這個(gè)函數(shù)因?yàn)槲覀儧]有給出實(shí)現(xiàn)，所以是用的編譯器默認(rèn)提供的版本，在這個(gè)構(gòu)造函數(shù)中并沒有++num這條語句，因此少計(jì)數(shù)了兩次（兩次調(diào)用fun(n)）。

解決的方法就是一定要提供自己寫的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)并在函數(shù)體中加入 ++num;

（2）靜態(tài)成員函數(shù)

靜態(tài)成員函數(shù)內(nèi)部不能調(diào)用非靜態(tài)成員函數(shù)，原因是，非靜態(tài)成員函數(shù)需要傳入一個(gè)this指針，這讓靜態(tài)成員函數(shù)很為難，它并不知道與之相關(guān)的信息，也就無法提供this指針。

靜態(tài)成員變量的初始化

上面代碼中的第8行  int CNum::num = 0; 是靜態(tài)成員變量的初始化。這可以視為是靜態(tài)變量的定義（定義的同時(shí)初始化，即便不初始化也需要這個(gè)定義），而把類內(nèi)的 static int num; 視為一個(gè)聲明，這樣的理解可以突出這樣一個(gè)事實(shí)：靜態(tài)成員變量本質(zhì)上是全局變量。注意在類外定義時(shí)加上“類名::”。

對(duì)于常量成員變量，我們知道初始化時(shí)一定要使用初始化列表，那么當(dāng)一個(gè)變量既是常量又是靜態(tài)成員時(shí)（同時(shí)被const和static修飾）要怎么樣初始化呢？是像一般的靜態(tài)成員變量一樣在類外定義并初始化，還是像一般的常量成員變量一樣使用初始化列表呢？答案時(shí)前者，即在類外定義并初始化，在類內(nèi)聲明，就像下面那樣：

class CNum {
   public:
      const static int num;
};

const int CNum::num = 0;

 int main() {
   CNum n;
  return 0;
}

實(shí)際上，完全可以把const int 視為一種數(shù)據(jù)類型，它的地位和int一樣。這樣理解是有好處的，比如從const int到int需要強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，把他們看成兩種類型，這就自然而然。相應(yīng)的const char 和char 也應(yīng)該看成兩種類型，就好像它們完全沒有什么特殊的關(guān)系一樣。

另外static const int類型和static const char 類型可以在類內(nèi)直接初始化，就是說都不需要在類外再次定義，像下面這樣：

class CNum {
   public:
     const static int a = 19;
};


 int main() { 8   cout << CNum::a << endl;　　　　//輸出19
  return 0;
}

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