C++ static静态成员

static静态成员变量

对象的内存中包含了成员变量，不同的对象占用不同的内存，这使得不同对象的成员变量相互独立，它们的值不受其他对象的影响。

那么如何在多个对象之间共享数据？

静态成员变量：属于类，不属于某个具体的对象，即使创建多个对象，也只为static成员变量分配一份内存，所有对象都使用这份内存中的数据。

static成员变量必须在类声明的外部初始化，被private、protected、public修饰的成员变量都可以用这种方式初始化。

int Student::m_total = 0;

注意：static成员变量的内存既不是在声明类时分配，也不是在创建对象时分配，而是在初始化时分配。也就是说，没有初始化的static成员变量不能使用。

static成员变量既可以通过对象访问，也可以通过类来访问。

//通过类类访问 static 成员变量
Student::m_total = 10;
//通过对象来访问 static 成员变量
Student stu("小明", 15, 92.5f);
stu.m_total = 20;
//通过对象指针来访问 static 成员变量
Student *pstu = new Student("李华", 16, 96);
pstu -> m_total = 20;

注意：static成员变量不占用对象的内存，而是在对象之外开辟内存，即使不创建对象也可以访问。
static承类变量和普通的static变量类似，都在内存分区中的全局数据区分配内存。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Student{
public:
    Student(string name, int age, float score);
    void show();
private:
    static int m_total;  //静态成员变量
private:
    string m_name;
    int m_age;
    float m_score;
};
//初始化静态成员变量
int Student::m_total = 0;
Student::Student(string name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){
    m_total++;  //操作静态成员变量
}
void Student::show(){
    cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<"（当前共有"<<m_total<<"名学生）"<<endl;
}
int main(){
    //创建匿名对象
    //注意：使用匿名对象无法回收内存，会导致内存泄漏。 
    (new Student("小明", 15, 90)) -> show();
    (new Student("李磊", 16, 80)) -> show();
    (new Student("张华", 16, 99)) -> show();
    (new Student("王康", 14, 60)) -> show();
    return 0;
}

/*运行结果：*/
小明的年龄是15，成绩是90（当前共有1名学生）
李磊的年龄是16，成绩是80（当前共有2名学生）
张华的年龄是16，成绩是99（当前共有3名学生）
王康的年龄是14，成绩是60（当前共有4名学生）

总结：

• 一个类中可以有一个或多个静态成员变量。
• static成员变量和普通static变量一样，都在内存分区中的全局数据区分配内存，到程序结束时才释放。这意味着，static成员变量不随对象的创建而分配内存，也不随对象的销毁而释放内存。而普通成员变量在对象创建时分配每次，在对象销毁时释放内存。
• 静态成员变量必须初始化，而且只能在类体外进行。例如int Student::m_total = 10;，默认初始化为0。
• 静态成员变量既可以通过对象名访问，也可以通过类名访问，但要遵循private、protected、public关键字的访问权限限制。

static静态成员函数

普通成名函数可以访问所有成员（包括成员变量和成员函数），静态成员函数只能访问静态成员。

为什么？

编译器在编译一个普通成员函数时，会隐式增加一个形参this，并把当前对象的地址赋值给this，所以普通成员函数只能在创建对象后通过对象来调用，因为它需要当前对象的地址。

而静态成员函数可以通过类来直接调用，编译器不会为它增加形参this，它不需要当前对象的地址，所以不管有没有创建对象，都可以调用静态成员函数。

静态成员函数与普通成员函数的根本区别？

普通成员函数有this指针，可以访问类中的任意成员；而静态成员函数没有this指针，只能访问静态成员。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Student{
public:
    Student(string name, int age, float score);
    void show();
public:  //声明静态成员函数
    static int getTotal();
    static float getPoints();
private:
    static int m_total;  //总人数
    static float m_points;  //总成绩
private:
    string m_name;
    int m_age;
    float m_score;
};
int Student::m_total = 0;
float Student::m_points = 0.0;
Student::Student(string name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){
    m_total++;
    m_points += score;
}
void Student::show(){
    cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<endl;
}
//定义静态成员函数
int Student::getTotal(){
    return m_total;
}
float Student::getPoints(){
    return m_points;
}
int main(){
    (new Student("小明", 15, 90.6)) -> show();
    (new Student("李磊", 16, 80.5)) -> show();
    (new Student("张华", 16, 99.0)) -> show();
    (new Student("王康", 14, 60.8)) -> show();
    int total = Student::getTotal();
    float points = Student::getPoints();
    cout<<"当前共有"<<total<<"名学生，总成绩是"<<points<<"，平均分是"<<points/total<<endl;
    return 0;
}

/*运行结果：*/
小明的年龄是15，成绩是90.6
李磊的年龄是16，成绩是80.5
张华的年龄是16，成绩是99
王康的年龄是14，成绩是60.8
当前共有4名学生，总成绩是330.9，平均分是82.725

注意：静态成员在声明时加static关键字，在定义时不能加static关键字。