static 成員變量、static 成員函數、類/對象的大小

一、static 成員變量

對於特定類型的全體對象而言，有時候可能需要訪問一個全局的變量。比如說統計某種類型對象已創建的數量。
如果我們用全局變量會破壞數據的封裝，一般的用戶代碼都可以修改這個全局變量，這時可以用類的靜態成員來解決這個問題。
非static數據成員存在於類類型的每個對象中，static數據成員獨立該類的任意對象存在，它是與類關聯的對象，不與類對象關聯。

（1）、static成員的定義

static成員需要在類定義體外進行初始化與定義

（2）、特殊的整型static const成員

整型static const成員可以在類定義體中初始化，該成員可以不在類體外進行定義

 C++ Code 

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class Test { public:     Test(): a(0) {}     enum {size1 = 100, size2 = 200}; private:     const int a;   //只能在構造函數初始化列表中初始化     static int b;    //在類的實現文件中定義並初始化     const static int c;    //與 static const int c; 相同。 }; int Test::b = 0; //static成員變量不能在構造函數初始化列表中初始化，因為它不屬於某個對象。 const int Test::c = 0; //注意：給靜態成員變量賦值時，不需要加static修飾符，但要加const

（3）、static成員優點：

static成員的名字是在類的作用域中，因此可以避免與其它類成員或全局對象名字沖突。

可以實施封裝，static成員可以是私有的，而全局對象不可以

閱讀程序容易看出static成員與某個類相關聯，這種可見性可以清晰地反映程序員的意圖。

 C++ Code 

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#ifndef _COUNTED_OBJECT_H_ #define _COUNTED_OBJECT_H_ class CountedObject { public:     CountedObject();     ~CountedObject(); public:     static int GetCount(); private:     static int count_;      // 靜態成員的引用性聲明 }; #endif // _COUNTED_OBJECT_H_

 C++ Code 

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#include "CountedObject.h" int CountedObject::count_ = 0;      // 靜態成員的定義性聲明 CountedObject::CountedObject() {     ++count_; } CountedObject::~CountedObject() {     --count_; } int CountedObject::GetCount() {     return count_; }

 C++ Code 

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#include "CountedObject.h" #include <iostream> using namespace std; int main(void) {     //cout<<CountedObject::count_<<endl;     cout << CountedObject::GetCount() << endl;     CountedObject co1;     //cout<<CountedObject::count_<<endl;     cout << CountedObject::GetCount() << endl;     CountedObject *co2 = new CountedObject;     //cout<<CountedObject::count_<<endl;     cout << CountedObject::GetCount() << endl;     delete co2;     //cout<<CountedObject::count_<<endl;     cout << CountedObject::GetCount() << endl; }

上述程序定義一個靜態成員變量和靜態成員函數，可以通過類名:: 訪問static 成員變量，也可以通過非/靜態成員函數訪問。

二、static 成員函數

static成員函數沒有隱含的this指針
非靜態成員函數可以訪問靜態成員
靜態成員函數不可以訪問非靜態成員（實際上是直接訪問是不可以的，間接地訪問是可以的，比如通過類指針或類引用）

 C++ Code 

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#include <iostream> using namespace std; class Test { public:     Test(int y) : y_(y)     {     }     ~Test()     {     }     void TestFun()     {         cout << "x=" << x_ << endl; //OK,非靜態成員函數可以訪問靜態成員         TestStaticFun();     }     static void TestStaticFun()     {         cout << "TestStaticFun ..." << endl;         //TestFun();        Error,靜態成員函數不能調用非靜態成員函數         //cout<<"y="<<y_<<endl;     Error,靜態成員函數不能訪問非靜態成員     }     static int x_;      // 靜態成員的引用性說明     int y_; }; int Test::x_ = 100;     // 靜態成員的定義性說明 int main(void) {     cout << sizeof(Test) << endl;     return 0; }

 

三、類/對象大小計算

類大小計算遵循前面學過的結構體對齊原則（參照這里）
類的大小與數據成員有關與成員函數無關（空類大小為1個字節）
類的大小與靜態數據成員無關
虛函數對類的大小的影響（參考這里）
虛繼承對類的大小的影響（參考這里）

參考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++編程規范