c++中的 static 關鍵字

註：若沒有特指是 靜態成員時，預設都是普通成員；

1 類中的普通成員

　　類中的成員變數 和 成員函數 是分開存儲的。其中，

　　　　1）每個對象都有獨立的成員變數；成員變數可以存儲在 棧空間、堆空間、全局數據區；

　　　　2）所有對象共用類的成員函數；成員函數 只能存儲在 代碼段；

2 類中的靜態成員（static）

　　類中的靜態成員

　　　　1、用 static關鍵字 修飾；

　　　　2、可以用 類名::成員名  訪問 靜態成員；

　　　　3、靜態成員  屬於  整個類；

　　　　4、靜態成員 是所屬類的成員，其它類不能訪問；

　　　　5、靜態成員的記憶體分配 是 唯一的；

　　1) 靜態成員變數 

　　　　特征：1、靜態成員變數  屬於  整個類所有；

　　　　　　　2、靜態成員變數的生命周期不依賴任何對象；（靜態成員變數的生命周期在程式的運行期）

　　　　　　　3、所有對象共用類的靜態成員變數；

　　　　　　　4、可以通過  類名  直接訪問公有的靜態成員變數；

　　　　　　　5、可以通過 對象名  訪問公有的靜態成員變數；

　　　　　　　6、靜態成員變數  需要在類外單獨分配空間；（類內聲明、類外定義並初始化）

　　　　　　    7、靜態成員變數  在程式內部位於全局數據區，不計入類的記憶體計算。

　　　　原因/好處：使用靜態成員變數實現多個對象之間的數據共用不會破壞隱藏的原則，保證了安全性還可以節省記憶體。

　　　　使用方法：

　　　　　　1、在類的內部，使用 static 修飾普通成員變數；

　　　　　　2、在類的外部（全局作用域），使用 Type ClassName::VarName = value 初始化，並申請存儲空間；

　　　　　　　  註：靜態成員變數不屬於類的任何對象，所以並不是對象建立時被定義的，所以它不能由類的構造函數初始化，一般也不能在類內初始化；

 1 /*
 2     靜態成員變數 只能在類的內部聲明，在類的外部（全局區）定義和初始化；
 3 */
 4 
 5 #include <iostream>
 6 
 7 using namespace std;
 8 
 9 class Test{
10 public:
11     int GetA() const{return a;}
12 private:
13     static int a;  // 靜態成員變數
14 };
15 //int Test::a;如果這樣定義不賦予初值，則初值為零
16 int Test::a = 1;
17 
18 int main(int argc, char *argv[])
19 {
20     Test T;
21 
22     cout << T.GetA() << endl;
23 
24     return 0;
25 }

　　靜態成員變數 被類的所有對象共用，包括派生類對象；

 1 #include <iostream>
 2 
 3 using namespace std;
 4 
 5 class Base{
 6 public:
 7     static int a;  // 靜態成員變數
 8 };
 9 
10 // int Test::a;如果這樣定義不賦予初值，則初值為零
11 int Base::a;
12 
13 class Derived : public Base{
14  
15 };
16 
17 
18 int main(int argc, char *argv[])
19 {
20     Base B;
21     Derived D;
22 
23     B.a++;
24     cout << B.a << endl;   // 1
25     D.a++;
26     cout << D.a << endl;   // 2
27 
28     return 0;
29 }

　　靜態成員變數可以作為普通成員函數的預設形參，而普通成員變數則不可以；

1 class Test{
2 public:
3     static int a;  //靜態成員變數
4     int b;
5     void fun_1(int i = a); //正確
6     //void fun_2(int i = b); //報錯
7 };

　　靜態成員變數的類型 可以是所屬類的類型，而普通成員變數則不可以。普通成員變數只能聲明為 所屬類類型的 指針或引用；

1 class Test{
2 public:
3     static Test a;  //正確
4     Test b;  //報錯
5     Test *pTest;  //正確
6     Test &m_Test;  //正確
7     static Test *pStaticObject;  //正確
8 };

　　靜態成員變數在const函數中可以修改，而普通的成員變數是萬萬不能修改的；

 1 /*
 2 　　const修飾的是當前this指針所指向的對象是const，但是靜態成員變數不屬於任何類的對象，它被類的所有對象修改，所以this指針不修飾靜態的成員變數，所以可以更改。
 3 */
 4 class Test{
 5 public:
 6     static int a;
 7     int b;
 8 public:
 9         Test():b(0){}
10     void test() const
11     {
12         a++;
13         //b++;  // err  // const指的是不能修改當前調用該函數對象的成員變數
14     }
15 };
16 
17 int Test::a;

　2）靜態成員函數

　　　　特征：1、靜態成員函數  屬於  整個類所有；

　　　　　　　2、所有對象共用類的靜態成員函數；

　　　　　　　2、可以通過  類名  直接訪問公有的靜態成員函數；

　　　　　　　3、可以通過 對象名  訪問公有的靜態成員函數；

　　　　　　　4、靜態成員函數 只能 訪問靜態成員，不能訪問  非靜態成員；

　　　　　　　5、靜態成員函數沒有this指針，也就是說靜態成員函數不能使用修飾符(也就是函數後面的const關鍵字)；

　　　　原因：處理靜態成員變數；　

　　　　使用方法：直接用 static 修飾 普通成員函數（類內聲明時），不需要 static 修飾（類外定義時）；

　　　　總結：

 　　　　案例分析：

  1 /**
  2  * 統計某班選修課考試的平均成績
  3 */
  4 
  5 #include <iostream>
  6 #include <string>
  7 
  8 using namespace std;
  9 
 10 class Student
 11 {
 12 private:
 13     string name;    // 姓名
 14     string gender;  // 性別
 15     float score;    // 分數
 16     string subject; // 課程
 17     static int total_counts;        // 總人數
 18     static float chinese_scores;    // 語文分數
 19     static int chinese_counts;      // 語文課人數
 20     static float math_scores;       // 數學分數
 21     static int math_counts;         // 數學課人數
 22 public:
 23     Student(string name, string gender, float score, string subject);
 24     ~Student();
 25     static float aveScores(string subject);
 26     void printStudentInfo();
 27     void printAveScores();
 28 };
 29 int Student::total_counts = 0;
 30 float Student::chinese_scores = 0;
 31 int Student::chinese_counts = 0;
 32 float Student::math_scores = 0;
 33 int Student::math_counts = 0;
 34 
 35 Student::Student(string name, string gender, float score, string subject)
 36 {
 37     this->name = name;
 38     this->gender = gender;
 39     this->score = score;
 40     this->subject = subject;
 41 
 42     if(subject == "chinese" || subject == "語文")
 43     {
 44         chinese_scores += score;
 45         chinese_counts++;
 46     }
 47     else if(subject == "math" || subject == "數學")
 48     {
 49         math_scores += score;
 50         math_counts++;
 51     }
 52     else
 53     {
 54         cout << "this is no the subect:" << subject << endl;
 55     }
 56     total_counts += (chinese_counts +  math_counts);
 57 }
 58 
 59 Student::~Student()
 60 {
 61     total_counts--;
 62     chinese_counts--;
 63     math_counts--;
 64 }
 65 
 66 float Student::aveScores(string subject)
 67 {
 68     float ave_score = 0;
 69 
 70     if(chinese_counts > 0 && subject == "chinese" || subject == "語文")
 71     {
 72        ave_score = (chinese_scores / chinese_counts);
 73        //cout << subject << "\t" << chinese_counts << "\t" << chinese_scores << endl;
 74     }
 75     else if(math_counts > 0 && subject == "math" || subject == "數學")
 76     {
 77        ave_score = (math_scores / math_counts);
 78        //cout << subject << "\t" <<math_counts << "\t" << math_scores << endl;
 79     }
 80 
 81     return ave_score;
 82 }
 83 
 84 void Student::printStudentInfo()
 85 {
 86     cout << name << "\t" << gender << "\t" << score << "\t" << subject << endl;
 87 }
 88 
 89 void Student::printAveScores()
 90 {
 91     cout <<subject  << " average score: " << aveScores(subject) << endl;
 92 }
 93 
 94 int main(int argc, char const *argv[])
 95 {
 96     const int SIZE = 5;
 97     Student stu[SIZE] = 
 98         {
 99             Student("10001", "male", 92, "語文"),
100             Student("10002", "male", 91, "數學"),
101             Student("10003", "male", 91, "數學"),
102             Student("10004", "male", 93, "語文"),
103             Student("10005", "male", 92, "語文"),
104         };
105 
106     for(int i = 0; i < SIZE; i++)
107     {
108         stu[i].printStudentInfo();
109     }
110 
111    stu[0].printAveScores();
112    stu[1].printAveScores();
113 
114    cout << "語文" << " average score: " << Student::aveScores("語文") << endl;
115    cout << "數學" << " average score: " << Student::aveScores("數學") << endl;
116 
117     return 0;
118 }