c++中的静态成员

引言

有时候需要类的一些成员与类本身相关联，而不是与类的每个对象相关联。比如类的所有对象都要共享的变量，这个时候我们就要用到类的静态成员。

声明类的静态成员

声明静态成员的方法是使用static关键字。

static成员可以是public也可以是private的。

例如，定义一个类表示银行的账户记录：

class Account{
public:
    //其他非静态函数及数据成员
    //静态函数
    static double get_rate(){ return interestRate; }
    static void set_rate(double r){ interestRate = r; }
private:
    static double interestRate;//该类的所有对象公用同一个利率
    //其他static private函数
    //其他非static 函数及数据成员
};

Note:

• 类的静态成员存在于任何对象之外，对象中不包含任何与静态数据成员有关的数据。
• 静态成员函数不与任何对象绑定到一起，不能在静态成员函数中使用this指针。静态成员函数不能被声明为const。

使用类的静态成员

使用作用域运算符::直接访问静态成员。

double r;
r = Account::get_rate();

虽然静态成员不属于类的任何对象，但仍然可以通过类的对象访问静态成员。

Account ac1;
Account *ac2 = &ac1;
double r = ac1.get_rate();
r = ac2->get_rate();

成员函数可以直接使用静态成员，不需要作用域运算符。

定义静态成员

定义静态成员函数

类的静态成员函数既可以定义在类的外部也可以定义在类的内部（注意定义和声明的区别）。

当在类的外部定义静态成员函数时，不能使用static关键字，static关键字只在类内部该静态成员函数的声明处使用。否则重复。

当在类的外部定义静态成员函数时，必须指明该函数所属的类，如：

class Account{
public:
    //其他非静态函数及数据成员
    //静态成员函数
    static double get_rate(){ return interestRate; }
    static void set_rate(double r){ interestRate = r; }
    static void print();//静态成员函数声明
private:
    static double interestRate;//该类的所有对象公用同一个利率
    //其他static private函数
    //其他非static 函数及数据成员
};
//定义静态函数时不需要使用static关键字，否则重复。另外指明该函数所属的类。
void Account::print(){
    //要完成的工作
}

定义静态数据成员

因为静态数据成员不属于类的任何一个对象，所以他们并不是在创建类的对象的时候被定义的。不能在类的内部初始化静态数据成员，必须在类的外部定义和初始化每个静态数据成员。

double Account::interestRate = initRate();//不用static关键字

静态数据成员的类内初始化

前面提到，类的静态数据成员不应该在类的内部被初始化。但若静态数据成员同时还是constexpr类型，则可以在类内初始化。

即使一个常量静态成员在类内被初始化了，通常也应该在类的外部定义一下该成员，但类外定义使不能再指定初始值，因为在类内已经提供了初始值。

静态数据成员的特殊应用场景

1. 静态成员独立于任何对象，因此，静态数据成员的类型可以是他所属的类类型，非静态数据成员只能声明为他所属的类的指针或引用。
   
   例如：

class Person{
public:
    //...
private:
    static Person p; //正确，静态数据成员可以是不完全类型
    Person *p1;     //正确：指针成员和引用可以是不完全类型
    Person &p2      //正确
    Person p3;      //错误：数据成员必须是完全类型。
};//在此之前，class Person之后，Person类都是不完全类型，因只声明完但还没有定义完

1. 可以使用静态成员作为默认实参

class Screen{
public:
    Screen& clear(char = bkground);
private:
    static const char bkground;
}

非静态数据成员不能作为默认实参，因为非静态数据成员属于对象，对象的值是在运行时确定的，但默认参数却是在编译时确定的，也就是说，默认参数确定时还没有真正的对象被创建，因此不能用非静态数据成员作为默认参数，否则引发错误。

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声明：

c++ Basic是对《C++ Primer 第五版》的个人总结与疑难解释。

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