C++类的静态成员变量与静态成员函数详解

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：

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：

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：

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。

总结

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