C++类中静态变量和静态方法使用介绍

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

刷剑指offer第64题涉及到类内静态成员与方法的知识，有点模糊，找了两篇博客整理一下。

转自：https://www.cnblogs.com/sixue/p/3997324.html

       最近一直看c++相关的项目，但总是会被c++类中的静态成员变量与静态成员函数的理解感觉很是模糊,不明白为什么类中要是用静态成员变量.于是在网上搜集了一些资料,自己再稍微总结下。

静态成员的概念:

       静态类中的成员加入static修饰符,即是静态成员.可以直接使用类名+静态成员名访问此静态成员,因为静态成员先于类的声明而存在于内存，也可以根据类声明的对象来访问.而非静态成员必须实例化之后才会分配内存.

非静态成员的概念:

      所有没有加static的成员都是非静态成员.而类被实例化后，可以通过实例化的类名进行访问.非静态成员的生存期决定于该类的生存期.而静态成员不存在生产期的问题，因为它始终驻留在内存.

分两个方面来总结,面向过程与面向对象.

一:面向过程中的static关键字

1.静态全局变量

定义全局变量前，加上关键字static，该变量就被定义成了一个静态全局变量.

特点:

• 该变量在全局数据区分配内存.
• 初始化:如果不是显示初始化，那么将被隐式初始化为0.
• 访变量只在本文件可见,即应该为定义之处开始到本文件结束.

程序在内存中一般分为四个区域:

• 代码区
• 全局数据区
• 堆区
• 栈区

一般程序由new产生的动态数据放在堆区,函数内部的自动变量放在栈区.自动变量一般会随着函数的退出而释放空间,静态数据(即使是函数内部的静态局部变量)都存放在全局数据区.因此它们并不会随着函数的退出而释放空间.

 static int n;//定义静态全局变量

改为:  int n;//定义全局变量

区别:

  静态全局变量不能被其他文件所用.因而其他文件可以定义相同名字的变量,而不会发生冲突.

例子:

//Example
//File 1
#include <iostream>
void fn();

static int n;//定义静态全局变量(只能在本文件中使用)
void main(){
   n=20;
   cout<<n<<endl;
   fn();
}


//File 2
#include <iostream>
extern int n;(可在别的文件中引用这个变量)
void fn(){
    n++;
    cout<<n<<endl;
}//编译并运行Example，就会发现上述代码分别通过编译,但Link时会出错.

如果将static int n改为 :int n;
再次编译运行程序,就不会出错.

2.静态局部变量

 在局部变量前加上static 关键字,就定义了静态局部变量.

特点:

•   该变量在全局数据区分配内存.
•   初始化时:如果不是显示初始化,那么将隐式初始化为0.
•   它始终驻留在全局数据区,直到程序结束.但其作用域为局部作用域.当定义它的函数或语句块时，其作用域随之结束.

3.静态函数:在函数的返回类型前加上static关键字.

特点:

静态函数与普通函数不同,它只能在声明它的文件当中可见，不能被其他文件可用.

二:面向对象的static关键字

1.静态数据成员

在类中数据成员的声明前加上static,该成员是类的静态数据成员.

例子:

//example 2
#include <iostream>

class MyClass{
public:
     MyClass(int a,int b,int c);
     void GetSum();

private:
    int a,b,c;
    static int sum;//声明静态数据成员
};

int MyClass::sum=0;//定义并初始化静态数据成员

特点:

对于非静态数据成员,每个类对象都有自己的拷贝.而静态数据成员被当做是类的成员,无论这个类被定义了多少个,静态数据成员都只有一份拷贝，为该类型的所有对象所共享(包括其派生类).所以,静态数据成员的值对每个对象都是一样的,它的值可以更新.

因为静态数据成员在全局数据区分配内存,属于本类的所有对象共享,所以它不属于特定的类对象,在没有产生类对象前就可以使用.

2.静态成员函数

      与普通的成员函数相比,静态成员函数由于不是与任何的对象相联系,因此它不具有this指针.从这个意义上来说,它无法访问属于类对象的非静态数据成员，也无法访问非静态成员函数，只能调用其他的静态成员函数.

转自：https://www.cnblogs.com/ppgeneve/p/5091794.html

静态成员的提出是为了解决数据共享的问题。实现共享有许多方法，如：设置全局性的变量或对象是一种方法。但是，全局变量或对象是有局限性的。这一章里，我们主要讲述类的静态成员来实现数据的共享。

静态数据成员

　　在类中，静态成员可以实现多个对象之间的数据共享，并且使用静态数据成员还不会破坏隐藏的原则，即保证了安全性。因此，静态成员是类的所有对象中共享的成员，而不是某个对象的成员。

　　使用静态数据成员可以节省内存，因为它是所有对象所公有的，因此，对多个对象来说，静态数据成员只存储一处，供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样，但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次，保证所有对象存取更新后的相同的值，这样可以提高时间效率。

静态数据成员的使用方法和注意事项如下：

　　1、静态数据成员在定义或说明时前面加关键字static。//静态变量的定义

　　2、静态成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式如下：

　　　　<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>  //静态变量的初始化

这表明：

       (1) 初始化在类体外进行，而前面不加static，（这点需要注意）以免与一般静态变量或对象相混淆。

　　(2) 初始化时不加该成员的访问权限控制符private，public等。

　　(3) 初始化时使用作用域运算符来标明它所属类，因此，静态数据成员是类的成员，而不是对象的成员。

　　3、静态数据成员是静态存储的，它是静态生存期，必须对它进行初始化。

　　4、引用静态数据成员时，采用如下格式：

　　　<类名>::<静态成员名>   //静态变量的使用方式

　　如果静态数据成员的访问权限允许的话(即public的成员)，可在程序中，按上述格式来引用静态数据成员。

下面举一例子，说明静态数据成员的应用：

​
class StaticTest
{
public:
    StaticTest(int a, int b, int c);
    void GetNumber();
    void GetSum();
    static void f1(StaticTest &s);
private:
    int A, B, C;
    static int Sum;
};



#include "StaticTest.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int StaticTest::Sum = 0;//静态成员在此初始化

StaticTest::StaticTest(int a, int b, int c)
{
    A = a;
    B = b;
    C = c;
    Sum += A + B + C;
}

void StaticTest::GetNumber()
{
    cout << "Number = " << endl;
}

void StaticTest::GetSum()
{
    cout << "Sum = " << Sum <<endl;
}

void StaticTest::f1(StaticTest &s)
{
    
    cout << s.A << endl;//静态方法不能直接调用一般成员，可以通过对象引用实现调用
    cout << Sum <<endl;
}

#include "StaticTest.h"
#include <stdlib.h>


int main(void)
{
    StaticTest M(3, 7, 10), N(14, 9, 11);
    M.GetNumber();
    N.GetSum();
    M.GetNumber();
    N.GetSum();
    StaticTest::f1(M);
    system("pause");
    return 0;
}

​

注意，static成员的初始化要在实现中进行，不能在头文件进行。

从输出结果可以看到Sum的值对M对象和对N对象都是相等的。这是因为在初始化M对象时，将M对象的三个int型数据成员的值求和后赋给了Sum，于是Sum保存了该值。在初始化N对象时，对将N对象的三个int型数据成员的值求和后又加到Sum已有的值上，于是Sum将保存另后的值。所以，不论是通过对象M还是通过对象N来引用的值都是一样的，即为54，s.A=3。

静态成员函数

　　静态成员函数和静态数据成员一样，它们都属于类的静态成员，它们都不是对象成员。因此，对静态成员的引用不需要用对象名。

　　在静态成员函数的实现中不能直接引用类中说明的非静态成员，可以引用类中说明的静态成员（这点非常重要）。如果静态成员函数中要引用非静态成员时，可通过对象来引用。从中可看出，调用静态成员函数使用如下格式：<类名>::<静态成员函数名>(<参数表>);