【C++教程】静态成员变量与函数使用详细讲解

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1、类的静态成员变量

C++类的静态成员变量主要有以下特性:

1.静态成员变量需要类内定义,类外初始化

2.静态成员变量不依赖于类,静态成员变量属于全局区,不属于类的空间。

3.静态成员变量通过类名访问,也可以通过对象访问,同一类的不同对象,静态成员共享同一份数据

下面通过代码验证以上三种说法:


#include <iostream>
using namespace std;
class Base{
public:
static int val1; //类内定义,类外初始化,如果直接初始化编译器会报错
int val2;
private:
static int val3;
};
int Base::val1(1); //类外初始化,通过类名访问静态成员
int Base::val3(2); //类外初始化,即便是私有属性也可以通过类名访问静态成员

int main()
{
Base base1;
Base base2;
base1.val1 = 10;
base2.val1 = 11;
cout << sizeof(Base) <<endl; //类的大小只有四字节,说明静态成员并不依赖类存在,有自己的独立空间
cout << base1.val1 << " " << base2.val1 << endl;
system("pause");
return 0;
}

代码运行结果为:

%title插图%num

通过代码运行结果我们可以确定,Base类的大小只有4字节,说明类静态成员有自己的独立空间,位于静态全局区,且所有对象共享同一份内存,代码修改了base2对象的静态变量val1,base1的val1也输出为11,说明他们共享同一份内存。

那么如果一个类继承了同名的静态变量,会不会共享内存空间呢?下面通过代码验证:

#include <iostream>
using namespace std;
class Base{
public:
static int val1; //类内定义,类外初始化,如果直接初始化编译器会报错
int val2;
private:
static int val3;
};
int Base::val1(1); //类外初始化,通过类名访问静态成员
int Base::val3(2); //类外初始化,即便是私有属性也可以通过类名访问静态成员
class Son : public Base {
public:
static int val1; //类内定义,类外初始化,与父类同名的静态变量
};
int Son:: val1 = 3; //类外初始化
int main()
{
Son son1;
cout << son1.val1 << " " << son1.Base::val1 << endl; //通过对象方式访问静态成员变量
cout << Son::val1 << " " << Base::val1 << endl; //通过类名方式访问静态成员变量
system("pause");
return 0;
}

代码运行结果为:

%title插图%num

通过代码验证,当子类继承父类,且子类和父类含有同名的静态变量,他们并不会共享内存空间,与常量定义一致,而是各自开辟了空间,只不过通过对象访问父类中的静态成员要加上父类的作用域。

2、静态成员函数

类的静态成员函数应该明确以下几点:

1.函数不占用对象空间,静态成员函数也不占用对象空间

2.所有对象共享同一个函数

3.静态成员函数不能访问非静态成员变量

4.静态成员函数也可以通过类名直接访问

5.静态成员函数有访问权限

下面通过代码验证:

#include <iostream>
using namespace std;
class Base{
public:
static int val1;
int val2;
static void func1(){
//val2 = 10; //静态成员函数访问非静态成员变量,编译会报错
val1 = 10; //只能访问静态成员
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(); //通过对象访问
//base1.func2(); //类的私有权限,不能访问
Base::func1(); //通过对象访问
// Base::func2(); //私有权限,不能访问
cout << base1.val1 << " " << base2.val1 << endl;
system("pause");
return 0;
}

代码运行结果为:

%title插图%num

代码运行结果说明,静态成员函数也不占用对象空间,所有对象共享同一个静态成员函数,代码中,base1通过静态成员函数修改的静态成员后。base2对象的静态成员也被修改,其次,.静态成员函数可以通过类名直接访问,静态成员函数有访问权限,都已在代码中说明了。

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