【整理】--C++变量概述
1、变量概述及特殊变量初始化
a.引用
b.常量
c.静态
d.静态常量(整型)
e.静态常量(非整型)
初始化：常量和引用，必须通过参数列表进行初始化。
静态成员变量的初始化也颇有点特别，是在类外初始化且不能再带有static关键字静态成员属于类作用域，但不属于类对象，和普通的static变量一样，程序一运行就分配内存并初始化，生命周期和程序一致。所以，在类的构造函数里初始化static变量显然是不合理的。静态成员其实和全局变量地位是一样的，只不过编译器把它的使用限制在类作用域内（不是类对象，它不属于类对象成员），要在类的定义外（不是类作用域外）初始化。
见例子
#include <iostream>
using namespace std;
class BClass
{ public: BClass() : i(1), ci(2), ri(i){} // 对于常量型成员变量和引用型成员变量，必须通过参数化列表的方式进行初始化 //普通成员变量也可以放在函数体里，但是本质其实已不是初始化，而是一种普通的运算操作-->赋值运算，效率也低 private: int i; // 普通成员变量 const int ci; // 常量成员变量 int &ri; // 引用成员变量 static int si; // 静态成员变量 //static int si2 = 100; // error: 只有静态常量成员变量，才可以这样初始化 static const int csi; // 静态常量成员变量 static const int csi2 = 100; // 静态常量成员变量的初始化(Integral type) (1) static const double csd; // 静态常量成员变量(non-Integral type) //static const double csd2 = 99.9; // error: 只有静态常量整型数据成员才可以在类中初始化 }; //注意下面三行：不能再带有static int BClass::si = 0; // 静态成员变量的初始化(Integral type) const int BClass::csi = 1; // 静态常量成员变量的初始化(Integral type) const double BClass::csd = 99.9; // 静态常量成员变量的初始化(non-Integral type) // 在初始化(1)中的csi2时，根据著名大师Stanley B.Lippman的说法下面这行是必须的。 // 但在VC2003中如果有下面一行将会产生错误，而在VC2005中，下面这行则可有可无，这个和编译器有关。 const int BClass::csi2; int main() { BClass b; return 0; } </iostream>
2、静态成员和非静态成员
静态成员:静态类中的成员加入 static 修饰符,即是静态成员.可以直接使用类名+静态成员名
访问此静态成员,因为静态成员存在于内存,非静态成员需要实例化才会分配内存,所以静态
成员不能访问非静态的成员..因为静态成员存在于内存,所以非静态成员可以直接访问类中
静态的成员.
非成静态员:所有没有加 Static 的成员都是非静态成员,当类被实例化之后,可以通过实例化
的类名进行访问..非静态成员的生存期决定于该类的生存期..而静态成员则不存在生存期的
概念,因为静态成员始终驻留在内容中..
一个类中也可以包含静态成员和非静态成员,类中也包括静态构造函数和非静态构造函数..
分两个方面来总结,第一方面主要是相对于面向过程而言,即在这方面不涉及到类,第二方
面相对于面向对象而言,主要说明 static 在类中的作用。
（1）在面向过程设计中的 static 关键字
<1>静态全局变量
定义:在全局变量前,加上关键字 static 该变量就被定义成为了一个静态全局变量。
特点:
A、该变量在全局数据区分配内存。
B、初始化:如果不显式初始化,那么将被隐式初始化为 0(自动变量是随机的,除非显式地初始化)。
C、访变量只在本源文件可见,严格的讲应该为定义之处开始到本文件结束。
例(摘于 C++程序设计教程---钱能主编 P103) //file1.cpp
:
D、文件作用域下声明的 const 的常量默认为 static 存储类型。
静态变量都在全局数据区分配内存,包括后面将要提到的静态局部变量。对于一个完整的程序,在内存中的分布如下：代码区，全局数据区，堆区，栈区。
一般程序的由 new 产生的动态数据存放在堆区,函数内部的自动变量存放在栈区。自动变量一般会随着函数的退出而释放空间,静态数据(即使是函数内部的静态局部变量)也
存放在全局数据区。全局数据区的数据并不会因为函数的退出而释放空间。
静态全局变量还有以下好处:
静态全局变量不能被其它文件所用;(好像是区别 extern 的)
其它文件中可以定义相同名字的变量,不会发生冲突;
<2>静态局部变量 定义:在局部变量前加上 static 关键字时,就定义了静态局部变量。我们先举一个静态局部变量的例子,如下:
//Example 3
#include <iostream.h>
void fn();
void main()
{
fn();
fn();
fn();
}
void fn()
{
static n=10;
cout < <n < <endl;
n++;
}
通常, 在函数体内定义了一个变量,每当程序运行到该语句时都会给该局部变量分配栈内存。但随着程序退出函数体,系统就会收回栈内存,局部变量也相应失效。
但有时候我们需要在两次调用之间对变量的值进行保存。通常的想法是定义一个全局变量来实现。但这样一来,变量已经不再属于函数本身了,不再仅受函数的控制,给程序的维
护带来不便。静态局部变量正好可以解决这个问题。静态局部变量保存在全局数据区,而不是保存在栈中,每次的值保持到下一次调用,直到下次赋新值。
特点:
A、该变量在全局数据区分配内存。
B、初始化:如果不显式初始化,那么将被隐式初始化为 0,以后的函数调用不再进行初
始化。
C、它始终驻留在全局数据区,直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域,当定义
它的函数或 语句块结束时,其作用域随之结束。
<3>静态函数(注意与类的静态成员函数区别) 定义:在函数的返回类型前加上 static
关键字,函数即被定义成静态函数。
特点:
A.静态函数与普通函数不同,它只能在声明它的文件当中可见,不能被其它文件使用。 静态函数的例子:
//Example 4
#include <iostream.h>
static void fn();//声明静态函数
void main()
{
fn();
}
void fn()//定义静态函数
{
int n=10;
cout < <n < <endl;
}
定义静态函数的好处:静态函数不能被其它文件所用;
其它文件中可以定义相同名字的函数,不会发生冲突;
(2)面向对象的 static 关键字(类中的 static 关键字)
<1>静态数据成员
在类内数据成员的声明前加上关键字 static,该数据成员就是类内的静态数据成员。先举一个静态数据成员的例子。
//Example 5
#include <iostream.h>
class Myclass
{
public:
Myclass(int a,int b,int c);
void GetSum();
private:
int a,b,c;
static int Sum;//声明静态数据成员
};
int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员
Myclass::Myclass(int a,int b,int c)
{
this->a=a;
this->b=b;
this->c=c;
Sum+=a+b+c;
}
void Myclass::GetSum()
{
cout < <"Sum=" < <Sum < <endl;
}
void main()
{
Myclass M(1,2,3);
M.GetSum();
Myclass N(4,5,6);
N.GetSum();
M.GetSum();
}
可以看出,静态数据成员有以下特点:
对于非静态数据成员,每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。
无论这个类的对象被定义了多少个, 静态数据成员在程序中也只有一份拷贝, 由该类型的所有对象共享访问。也就是说,静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的
多个对象来说,静态数据成员只分配一次内存,供所有对象共用。所以,静态数据成员
的值对每个对象都是一样的,它的值可以更新;
静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间, 所以不能在类声明
中定义。在 Example 5 中,语句 int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员;
静态数据成员和普通数据成员一样遵从 public,protected,private 访问规则;
因为静态数据成员在全局数据区分配内存,属于本类的所有对象共享,所以,它不属于特定的类对象,在没有产生类对象时其作用域就可见,即在没有产生类的实例时,我们就可以操作它;
静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式为:
<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>
类的静态数据成员有两种访问形式:
<类对象名>.<静态数据成员名> 或 <类类型名>::<静态数据成员名>
如果静态数据成员的访问权限允许的话(即 public 的成员),可在程序中,按上述格式来引
用静态数据成员;静态数据成员主要用在各个对象都有相同的某项属性的时候。 比如对于一个存款类,每个实例的利息都是相同的。所以, 应该把利息设为存款类的静态数据成员。这有两个好处,第一,不管定义多少个存款类对象,利息数据成员都共享分配在全局数据区的内存,所以节省存储空间。第二,一旦利息需要改变时,只要改变一次, 则所有存款类对象的利息全改变过来了;
同全局变量相比,使用静态数据成员有两个优势:
一、静态数据成员没有进入程序的全局名字空间,因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性;
二、可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是 private 成员,而全局变量不能;
2、静态成员函数
与静态数据成员一样,我们也可以创建一个静态成员函数, 它为类的全部服务而不是为
某一个类的具体对象服务。静态成员函数与静态数据成员一样,都是类的内部实现,属于类
定义的一部分。普通的成员函数一般都隐含了一个 this 指针,this 指针指向类的对象本身,
因为普通成员函数总是具体的属于某个类的具体对象的。通常情况下,this 是缺省的。如函
数 fn()实际上是 this->fn()。但是与普通函数相比,静态成员函数由于不是与任何的对象相联系,因此它不具有 this 指针。从这个意义上讲,它无法访问属于类对象的非静态数据成员,也无法访问非静态成员函数,它只能调用其余的静态成员函数。下面举个静态成员函数的例子。
//Example 6
#include <iostream.h>
class Myclass
{
public:
Myclass(int a,int b,int c);
static void GetSum();/声明静态成员函数
private:
int a,b,c;
static int Sum;//声明静态数据成员
};
int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员
Myclass::Myclass(int a,int b,int c)
{
this->a=a;
this->b=b;
this->c=c;
Sum+=a+b+c; //非静态成员函数可以访问静态数据成员
}
void Myclass::GetSum() //静态成员函数的实现
{
// cout < <a < <endl; //错误代码,a 是非静态数据成员
cout < <"Sum=" < <Sum < <endl;
}
void main()
{
Myclass M(1,2,3);
M.GetSum();
Myclass N(4,5,6);
N.GetSum();
Myclass::GetSum();
}
关于静态成员函数,可以总结为以下几点:
出现在类体外的函数定义不能指定关键字 static;
静态成员之间可以相互访问,包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数;
非静态成员函数可以任意地访问静态成员函数和静态数据成员;
静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员;
由于没有 this 指针的额外开销, 因此静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少许的增长;
调用静态成员函数,可以用成员访问操作符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数;
