静态成员

来自cppreference.com
< cpp‎ | language

在类定义中,关键词 static 声明不绑定到类实例的成员。

在类外定义中,它有不同含义:见存储期

目录

[编辑] 语法

static data_member (1)
static member_function (2)
1) 声明静态数据成员。
2) 声明静态成员函数。

[编辑] 解释

类的静态成员不关联到类的对象:它们是拥有静态存储期的独立对象,或仅在程序中于命名空间定义一次的常规函数。

static 关键词仅与静态成员的在类定义中的声明一同使用,但不与该静态成员的定义一同使用:

class X { static int n; }; // 声明(用 'static' )
int X::n = 1;              // 定义(不用 'static' )

类体内的声明不是定义,且可以声明拥有不完整类型(异于 void)的成员,包含该成员的声明所在的类型:

struct Foo;
struct S
{
   static int a[]; // 声明,不完整类型
   static Foo x;   // 声明,不完整类型
   static S s;     // 声明,不完整类型(在其自身定义中)
};
 
int S::a[10]; // 定义,完整类型
struct Foo {};
Foo S::x;     // 定义,完整类型
S S::s;       // 定义,完整类型

为指代类 T 的静态成员 m ,可用二种形式: 限定名 T::m 或成员访问表达式 E.mE->m ,其中 E 分别是求值为 TT* 的表达式。在同一类作用域中时,限定是不必要的:

struct X
{
    static void f(); // 声明
    static int n;    // 声明
};
 
X g() { return X(); } // 某个返回 X 的函数
 
void f()
{
    X::f();  // X::f 是静态成员函数的限定名nn
    g().f(); // g().f 是指代静态成员函数的成员访问表达式
}
 
int X::n = 7; // 定义
 
void X::f() // 定义
{ 
    n = 1; // X::n 在此作用域可以仅作用 n 访问
}

静态成员遵循类成员访问规则(私有、受保护、公开)

[编辑] 静态成员函数

静态成员函数不关联到任何对象。调用时,它们无 this 指针。

静态成员函数不能为 virtualconstvolatile

静态成员函数的地址可以存储在常规的指向函数指针中,但不能存储于指向成员函数指针中。

[编辑] 静态数据成员

静态数据成员不关联到任何对象。即使不定义类的任何对象它们也存在。若静态成员声明为 thread_local (C++11 起),则每个线程都有一个这种对象。否则,整个程序中只有一个该静态数据成员的实例,它拥有静态存储期

静态数据成员不能为 mutable

在命名空间作用域中,若类自身拥有外部链接(即不是无名命名空间的成员),则类的静态数据成员拥有外部链接。局部类(定义于函数内部的类)和无名类,含无名类的成员类,不能拥有静态数据成员。

静态数据成员可以声明为 inline 。 inline 静态数据成员可以在类定义中定义,而且可以指定初始化器。它不需要类外定义:

struct X
{
    inline static int n = 1;
};
(C++17 起)

[编辑] 常静态成员

若整数或枚举类型的静态数据成员声明为 const (且非 volatile ),则它能以其中每个表达式均为常量表达式初始化器初始化,且要在类定义内:

struct X
{
    const static int n = 1;
    const static int m{2}; // C++11 起
    const static int k;
};
const int X::k = 3;

字面类型 (LiteralType) 的静态数据成员声明为 constexpr ,则它必须以其中每个表达式均为常量表达式的初始化器初始化,且要在类定义内:

struct X {
    constexpr static int arr[] = { 1, 2, 3 };        // OK
    constexpr static std::complex<double> n = {1,2}; // OK
    constexpr static int k; // 错误: constexpr static 要求初始化器
};
(C++11 起)

若 const 且非 inline 的 (C++17 起)静态数据成员或 constexpr static 数据成员 (C++11 起)odr 使用,则仍需命名空间作用域的定义,但它不能有初始化器。此定义对于 constexpr 数据成员已弃用 (C++17 起)

struct X {
    static const int n = 1;
    static constexpr int m = 4;
};
const int *p = &X::n, *q = &X::m; // X::n 与 X::m 被 odr 使用
const int X::n, X::m;       // ……故需要定义(除了 C++17 中的 X::m )

若静态数据成员声明为 constexpr ,则它是隐式的 inline 且不必在命名空间作用域重声明。此无初始化器的重声明(之前如上述要求者)仍然得到容许,但已被弃用。

(C++17 起)

[编辑] 引用

  • C++11 standard (ISO/IEC 14882:2011):
  • 9.4 Static members [class.static]
  • C++98 standard (ISO/IEC 14882:1998):
  • 9.4 Static members [class.static]

[编辑] 参阅