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C++ 静态成员的类内初始化详解及实例代码
一般来说,关于C++类静态成员的初始化,并不会让人感到难以理解,但是提到C++ 静态成员的”类内初始化”那就容易迷糊了。
我们来看如下代码:
//example.h #include<iostream> #include<vector> using namespace std; class Example{ public: static double rate = 6.5; static const int vecSize = 20; static vector<double> vec(vecSize); }; //example.cpp #include "example.h" double Example::rate; vector<double> Example::vec;
我们需要判断上面的静态数据成员的声明和定义有没有错误,并解释原因。
首先,要谨记:通常情况下,不应该在类内部初始化成员,无论是否为静态成员。
其次,若一定要在类内初始化静态成员,那么就必须满足如下条件才行:
1) 静态成员必须为字面值常量类型的constexpr。
所谓的字面值类型就是通常遇到的:算术类型,引用,指针等。字面值常量类型就是const型的算术类型,引用,指针等。
所谓的constexpr,就是常量表达式,指值不会改变且在编译过程中就能得到计算结果的表达式。比如字面值,或者用常量表达式初始化的const对象也是常量表达式。为了帮助用户检查自己声明/定义的变量的值是否为一个常量表达式,C++11新规定,允许将变量声明为constexpr类型,以便由编译器来进行验证变量是否为常量表达式。
2)给静态成员提供的初始值,必须为常量表达式
注意:在C++ primer 第五版中说:只能给静态成员提供const 整数类型的类内初始值,且该const整数类型的初始值必须是常量表达式。我觉得是有误的!详情见后面分析。
有了这两条原则,我们就可以对上面的代码进行验证了。
1)static double rate = 6.5;
显然不满足第一条:因为rate不是常量类型。改成constexprt static const double rate = 6.5即可
从这里也可以看出初始值不一定必须为const 整数类型。
ps: 如果我们不再这里加入constexprt修饰符的话,编译器会提示错误:error: ‘constexpr’ needed for in-class initialization of static data member ‘const double Example::rate’ of non-integral type [-fpermissive]
大体意思就是,对于非const整数类型的初始值,如果它是常量表达式的话,我们需要手工在前面添加修饰符constexprt。
至于Example.cpp文件中的定义部分,由于我们已经在类内部进行了初始化,就不需要再在类外部进行定义了。如果非要定义的话,必须采用如下格式:
//example.cpp constexpr const double Example::rate; //其中的const是可以删除的,因为constexprt本身就包含了const
2)static const int vecSize = 20;
vecSize是const int类型的,且为常量表达式——满足第一条;提供的初始值为20,是一个常量表达式——满足第二条!且由于是const int型的,前面可以不用修饰符constexpr。
3)static vector<double> vec(vecSize);
错误!vector是模板不是字面值常量类型,所以不满足第一条。应该改为 static vector<double> vec; //仅仅且只能进行声明,不能定义
然后在Example.cpp中进行定义:
static vector<double> vec(Example::vecSize);
现在我们可以在Example.cpp中添加测试代码进行测试了:
#include "example.h" vector<double> Example::vec(Example::vecSize); constexpr const double Example::rate; int main(){ Example::vec.push_back(10.5); cout << Example::vec.back() << endl; cout << Example::rate << endl; cout << Example::vecSize << endl; }
执行结果:
wanchouchou@wanchouchou-virtual-machine:~/c++/7.5$ ./Example 10.5 6.5 20
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