C++類的靜態成員變量與靜態成員函數

1、類的靜態成員變量

C++類的靜態成員變量主要有以下特性：

　　1.靜態成員變量需要類內定義，類外初始化

　　2.靜態成員變量不依賴於類，靜態成員變量屬於全局區，不屬於類的空間。

　　3.靜態成員變量通過類名訪問，也可以通過對象訪問，同一類的不同對象，靜態成員共享同一份數據

下面通過代碼驗證以上三種說法：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    static int val1;  //類內定義，類外初始化，如果直接初始化編譯器會報錯
    int val2;
private:
    static int val3;
};
int Base::val1(1);  //類外初始化，通過類名訪問靜態成員
int Base::val3(2);  //類外初始化，即便是私有屬性也可以通過類名訪問靜態成員


int main()
{

    Base base1;
    Base base2;
    
    base1.val1 = 10;
    base2.val1 = 11;
    cout << sizeof(Base) <<endl; //類的大小只有四字節，說明靜態成員並不依賴類存在，有自己的獨立空間 
    cout << base1.val1 << " " << base2.val1 << endl;   
    system("pause");
    return 0;
}

代碼運行結果為：

 

 

 通過代碼運行結果我們可以確定，Base類的大小只有4字節，說明類靜態成員有自己的獨立空間，位於靜態全局區，且所有對象共享同一份內存，代碼修改了base2對象的靜態變量val1，base1的val1也輸出為11，說明他們共享同一份內存。

那么如果一個類繼承了同名的靜態變量，會不會共享內存空間呢？下面通過代碼驗證：

 

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    static int val1;  //類內定義，類外初始化，如果直接初始化編譯器會報錯
    int val2;
private:
    static int val3;
};
int Base::val1(1);  //類外初始化，通過類名訪問靜態成員
int Base::val3(2);  //類外初始化，即便是私有屬性也可以通過類名訪問靜態成員

class Son : public Base {
public:
    static int val1; //類內定義，類外初始化,與父類同名的靜態變量
};
int Son:: val1 = 3; //類外初始化

int main()
{

    Son son1;    
    cout << son1.val1 << " " << son1.Base::val1 << endl;  //通過對象方式訪問靜態成員變量
    cout << Son::val1 << " " << Base::val1 << endl; //通過類名方式訪問靜態成員變量
    system("pause");
    return 0;
}

代碼運行結果為：

 

 通過代碼驗證，當子類繼承父類，且子類和父類含有同名的靜態變量，他們並不會共享內存空間，與常量定義一致，而是各自開辟了空間，只不過通過對象訪問父類中的靜態成員要加上父類的作用域。

2、靜態成員函數

類的靜態成員函數應該明確以下幾點：

　　1.函數不占用對象空間，靜態成員函數也不占用對象空間

　　2.所有對象共享同一個函數

　　3.靜態成員函數不能訪問非靜態成員變量

　　4.靜態成員函數也可以通過類名直接訪問

　　5.靜態成員函數有訪問權限

下面通過代碼驗證：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    static int val1;
    int val2;
    
    static void func1(){
        //val2 = 10; //靜態成員函數訪問非靜態成員變量，編譯會報錯
        val1 = 10; //只能訪問靜態成員
        cout << "func1()" << endl;
    }
private:
    static void func2(){
        cout << "func2()" << endl;
    }
};

int Base::val1(1);

int main()
{
    cout << "Base size = " << sizeof(Base) << endl;
    Base base1;
    Base base2;

    base1.func1(); //通過對象訪問
    //base1.func2(); //類的私有權限，不能訪問
    Base::func1(); //通過對象訪問
   // Base::func2(); //私有權限，不能訪問
    
    cout << base1.val1 << " " << base2.val1 << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

代碼運行結果為：

 

 代碼運行結果說明，靜態成員函數也不占用對象空間，所有對象共享同一個靜態成員函數，代碼中，base1通過靜態成員函數修改的靜態成員后。base2對象的靜態成員也被修改，其次，.靜態成員函數可以通過類名直接訪問，靜態成員函數有訪問權限，都已在代碼中說明了。