类定义时的静态成员只是声明,静态成员的定义和初始化要在类之外完成
c++的static
关键字可修饰类成员变量/方法,表示变量/方法不从属于特定对象,而是属于类的。仔细琢磨静态成员变量,会发现其与c++的方式既相容也矛盾,具有特殊性。
先说相容的一面。·c/c++·有声明和定义的说法:声明给出签名,定义给出具体实现。对类型而言,声明不一定能知道其对象占用空间大小,但根据定义肯定能确定内存占用。说静态成员与c++方式是相容的,因为其初始化方式与方法的定义一致。下面是一个例子:
// foo.hpp namespace tlanyan { // 类声明和定义 class foo { private: // 声明静态成员 static int value; public: // 方法声明 void increasevalue(); int getvalue() const; }; } // foo.cpp namespace tlanyan { // 定义静态成员变量并初始化 int foo::value = 0; // 类方法定义 void foo::increasevalue() { ++ value; } int foo::getvalue() { return value; } }
相对于相容点,静态成员变量更多展现出怪异的一面,以下是个人总结:
- 静态成员不能在类中初始化;非静态成员可直接初始化,静态成员在类中只是声明,所以不能直接初始化。辅以
const
的静态成员可以直接初始化,但那是const
的能力而非static
所有; - 对静态成员初始化,需要在类之外定义时再完成;
- 初始化时不受访问修饰符限制;
private
类型的静态成员可直接访问并赋值; - 静态成员初始化时可调用函数,并且可以直接调用所属类的私有函数;
其中第4点比较重要。在不支持c++11的编译器上,要完成静态map成员,就不得不借助函数返回:
#include <map> // 类定义 class foo { private: std::map<const char*, int> maps; ... } // 静态成员初始化 std::map<const char*, int> foo::maps = foo::initmap(); // 或者使用全局函数 std::map<const char*, int> foo::maps = initmap();
c++11引入了统一初始化和lambda
表达式,初始化的写法更为简单:
// 统一初始化 std::map<const char*, int> foo::maps { {"a", 31}, {"b", 32} }; // lambda表达式方式 std::map<const char*, int> foo::maps = [] { map<const char*, int> _map; _map.insert(map<const char*, int>::value_type("a", 31)); _map.insert(map<const char*, int>::value_type("a", 32)); return _map; }();
静态成员的这些异常行为很容易联想到全局变量,两者有许多相通的地方:在程序启动前完成初始化,在程序终止后销毁;存放的地方都是静态存储区而非堆栈;通过免费精选名字大全空间操作符获取值;在非函数块内通过函数调用或者lambda表达式完成初始化…
虽然各种面向对象编程语言都有静态变量,并且使用比例不低。但从面向对象的角度,静态成员是另一种形式的全局变量,其破坏了隔离和封装,增加了类之间的耦合,让测试变得更困难。实际编程中,应当慎用全局变量,并收紧其访问权限。
所以本质上静态成员也是全局变量,只是归属到特定类的名下。
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