C++中的靜態數據成員的作用與好處

靜態成員如果有n個同類的對象，那么每一個對象都分別有自己的數據成員，不同對象的數據成員各自有值，互不相干。但是有時人們希望有某一個或幾個數據成員為所有對象所共有。這樣可以實現數據共享。

在前面介紹過全局變量能夠實現數據共享。

如果在一個程序文件中有多個函數，在每一個函數中都可以改變全局變量的值，全局變量的值為各函數共享。但是用全局變量的安全性得不到保證，由於在各處都可以自由地修改全局變量的值，很有可能偶一失誤，全局變量的值就被修改，導致程序的失敗。因此在實際工作中很少使用全局變量。

如果想在同類的多個對象之間實現數據共享，也不要用全局對象，可以用靜態的數據成員。

靜態數據成員是一種特殊的數據成員。它以關鍵字static開頭。例如
class Box
{
   public :
   int volume( );
   private :
   static int height; //把height定義為靜態的數據成員
   int width; int length;
};
如果希望各對象中的height的值是一樣的，就可以把它定義為靜態數據成員，這樣它就為各對象所共有，而不只屬於某個對象的成員，所有對象都可以引用它。

靜態的數據成員在內存中只占一份空間。每個對象都可以引用這個靜態數據成員。靜態數據成員的值對所有對象都是一樣的。如果改變它的值，則在各對象中這個數據成員的值都同時改變了。這樣可以節約空間，提高效率。

關於靜態數據成員的幾點說明：

1. 在前面我們已經強調： 如果只聲明了類而未定義對象，則類的一般數據成員是不占內存空間的，只有在定義對象時，才為對象的數據成員分配空間。
   
   但是靜態數據成員不屬於某一個對象，在為對象所分配的空間中不包括靜態數據成員所占的空間。靜態數據成員是在所有對象之外單獨開辟空間。只要在類中定義了靜態數據成員，即使不定義對象，也為靜態數據成員分配空間，它可以被引用。在一個類中可以有一個或多個靜態數據成員，所有的對象共享這些靜態數據成員，都可以引用它。
2. 我們已經知道了靜態變量的概念： 如果在一個函數中定義了靜態變量，在函數結束時該靜態變量並不釋放，仍然存在並保留其值。
   現在討論的靜態數據成員也是類似的，它不隨對象的建立而分配空間，也不隨對象的撤銷而釋放(一般數據成員是在對象建立時分配空間，在對象撤銷時釋放)。靜態數據成員是在程序編譯時被分配空間的，到程序結束時才釋放空間。
3. 靜態數據成員可以初始化，但只能在類體外進行初始化。如
      int Box::height=10; //表示對Box類中的數據成員初始化
   其一般形式為
       數據類型類名::靜態數據成員名=初值；
   不必在初始化語句中加static。
   
   注意： 不能用參數初始化表對靜態數據成員初始化。如在定義Box類中這樣定義構造函數是錯誤的：
      Box(int h,int w,int len):height(h){ } //錯誤，height是靜態數據成員
   如果未對靜態數據成員賦初值，則編譯系統會自動賦予初值0。
4. 靜態數據成員既可以通過對象名引用，也可以通過類名來引用。請觀察下面的程序。
   例9.10 引用靜態數據成員。
   cout<<a.height<<endl; //通過對象名a引用靜態數據成員
   cout<<b.height<<endl; //通過對象名b引用靜態數據成員
   cout<<Box::height<<endl; //通過類名引用靜態數據成員
   cout<<a.volume( )<<endl; //調用volume函數，計算體積，輸出結果}
   上面3個輸出語句的輸出結果相同(都是10)。這就驗證了所有對象的靜態數據成員實際上是同一個數據成員。
   
   請注意： 在上面的程序中將height定義為公用的靜態數據成員，所以在類外可以直接引用。可以看到在類外可以通過對象名引用公用的靜態數據成員，也可以通過類名引用靜態數據成員。即使沒有定義類對象，也可以通過類名引用靜態數據成員。這說明靜態數據成員並不是屬於對象的，而是屬於類的，但類的對象可以引用它。
   
   如果靜態數據成員被定義為私有的，則不能在類外直接引用，而必須通過公用的成員函數引用。
5. 有了靜態數據成員，各對象之間的數據有了溝通的渠道，實現數據共享，因此可以不使用全局變量。
   全局變量破壞了封裝的原則，不符合面向對象程序的要求。但是也要注意公用靜態數據成員與全局變量的不同，靜態數據成員的作用域只限於定義該類的作用域內(如果是在一個函數中定義類，那么其中靜態數據成員的作用域就是此函數內)。在此作用域內，可以通過類名和域運算符“::”引用靜態數據成員，而不論類對象是否存在。

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