static 成员变量、static 成员函数、类/对象的大小

你好C 2018-02-25

一、static 成员变量

对于特定类型的全体对象而言,有时候可能需要访问一个全局的变量。比如说统计某种类型对象已创建的数量。
如果我们用全局变量会破坏数据的封装,一般的用户代码都可以修改这个全局变量,这时可以用类的静态成员来解决这个问题。
非static数据成员存在于类类型的每个对象中,static数据成员独立该类的任意对象存在,它是与类关联的对象,不与类对象关联。

(1)、static成员的定义

static成员需要在类定义体外进行初始化与定义

(2)、特殊的整型static const成员

整型static const成员可以在类定义体中初始化,该成员可以不在类体外进行定义

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classTest
{
public:
Test():a(0){}
enum{size1=100,size2=200};
private:
constinta; //只能在构造函数初始化列表中初始化
staticintb; //在类的实现文件中定义并初始化
conststaticintc; //与staticconstintc; 相同。
};

intTest::b=0;//static成员变量不能在构造函数初始化列表中初始化,因为它不属于某个对象。
constintTest::c=0;//注意:给静态成员变量赋值时,不需要加static修饰符,但要加const


(3)、static成员优点:

static成员的名字是在类的作用域中,因此可以避免与其它类成员或全局对象名字冲突。

可以实施封装,static成员可以是私有的,而全局对象不可以

阅读程序容易看出static成员与某个类相关联,这种可见性可以清晰地反映程序员的意图。

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#ifndef_COUNTED_OBJECT_H_
#define_COUNTED_OBJECT_H_

classCountedObject
{
public:
CountedObject();
~CountedObject();
public:
staticintGetCount();
private:
staticintcount_;//静态成员的引用性声明
};


#endif//_COUNTED_OBJECT_H_

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#include"CountedObject.h"

intCountedObject::count_=0;//静态成员的定义性声明

CountedObject::CountedObject()
{
++count_;
}

CountedObject::~CountedObject()
{
--count_;
}

intCountedObject::GetCount()
{
returncount_;
}

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#include"CountedObject.h"
#include<iostream>
usingnamespacestd;

intmain(void)
{
//cout<<CountedObject::count_<<endl;
cout<<CountedObject::GetCount()<<endl;
CountedObjectco1;
//cout<<CountedObject::count_<<endl;
cout<<CountedObject::GetCount()<<endl;
CountedObject*co2=newCountedObject;
//cout<<CountedObject::count_<<endl;
cout<<CountedObject::GetCount()<<endl;
deleteco2;
//cout<<CountedObject::count_<<endl;
cout<<CountedObject::GetCount()<<endl;

}

上述程序定义一个静态成员变量和静态成员函数,可以通过类名:: 访问static 成员变量,也可以通过非/静态成员函数访问。

二、static 成员函数

static成员函数没有隐含的this指针
非静态成员函数可以访问静态成员
静态成员函数不可以访问非静态成员(实际上是直接访问是不可以的,间接地访问是可以的,比如通过类指针或类引用)

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#include<iostream>
usingnamespacestd;

classTest
{
public:
Test(inty):y_(y)
{

}
~Test()
{

}

voidTestFun()
{
cout<<"x="<<x_<<endl;//OK,非静态成员函数可以访问静态成员
TestStaticFun();
}
staticvoidTestStaticFun()
{
cout<<"TestStaticFun..."<<endl;
//TestFun();Error,静态成员函数不能调用非静态成员函数
//cout<<"y="<<y_<<endl;Error,静态成员函数不能访问非静态成员
}
staticintx_;//静态成员的引用性说明
inty_;
};

intTest::x_=100;//静态成员的定义性说明

intmain(void)
{
cout<<sizeof(Test)<<endl;

return0;
}

三、类/对象大小计算

类大小计算遵循前面学过的结构体对齐原则(参照这里)
类的大小与数据成员有关与成员函数无关(空类大小为1个字节)
类的大小与静态数据成员无关
虚函数对类的大小的影响(参考这里)
虚继承对类的大小的影响(参考这里)

参考:

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范

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