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C++中成員變數加上static或const關鍵字後的分析

阿新 • • 發佈：2019-01-20

C++中類成員變數加上static或const關鍵字後的初始化問題。在一個簡單的C++類中定義如下這些變數：

#include <iostream>

using namespace std;

class TestVariable{
	public:
	TestVariable(){}
	private:
	int intVariable;//情況0 不加限定符，這個不需要進行討論
	const int constIntVariable;//情況1 const常量
	static int staticIntVariable;//情況2 靜態變數
	static const int staticConstIntVariable;//情況3 靜態常整型型別
	static const float staticConstNotIntVariable;//情況4 靜態非常整型型別
};

int main(){
	TestVariable variable;
	return 0;

}
加入限定符後多了4中情況，下面就這四種情況分別進行分析。

情況1：const修飾

編譯上面的程式碼，首先在情況1處出現問題，在g++中的錯誤提示是：


在vs中的提示更明顯，“error C2758: “TestVariable::constIntVariable”: 必須在建構函式基/成員初始值設定項列表中初始化”。直接給出瞭解決方法，就是說對於類中的const常量型別而言，需要在建構函式初始化化列表中進行初始化。

#include <iostream>

using namespace std;

class TestVariable{
public:
	TestVariable()<span style="color:#ff0000;">:constIntVariable(0)</span>{}
private:
	int intVariable;//情況0 不加限定符，這個不需要進行討論
	const int constIntVariable;//情況1 const常量
	static int staticIntVariable;//情況2 靜態變數
	static const int staticConstIntVariable;//情況3 靜態常整型型別
	static const float staticConstNotIntVariable;//情況4 靜態非常整型型別
};

int main(){
	TestVariable variable;
	return 0;

}
這樣情況1的問題就解決了。

情況2：static修飾

然後編譯上面的程式碼能通過，不過明顯還有問題，就是static變數沒有初始化化，但是編譯時沒有出錯。原因就是還沒有使用到這些變數，因為static變數是類的所有例項共享的，所以在構造variable這個變數時只對constIntVariable這個變數進行了檢查，在編譯時會出錯，但是其餘的3個靜態變數由於沒有使用所有還看不出問題所在。將程式碼修改成這樣來檢查情況2中靜態變數的問題：

#include <iostream>

using namespace std;

class TestVariable{
	public:
	TestVariable():constIntVariable(0){}

	<span style="color:#ff0000;">void printStaticInt(){
		cout<<"staticIntVariable:"<<staticIntVariable<<endl;
	}</span>
	private:
	int intVariable;//情況0 不加限定符，這個不需要進行討論
	const int constIntVariable;//情況1 const常量
	static int staticIntVariable;//情況2 靜態變數
	static const int staticConstIntVariable;//情況3 靜態常整型型別
	static const float staticConstNotIntVariable;//情況4 靜態非常整型型別
};

int main(){
	TestVariable variable;
	variable.printStaticInt();
	return 0;

}
g++編譯時的錯誤情況如下：



vs中的錯誤提示為“error LNK2001: 無法解析的外部符號 "private: static int TestVariable::staticIntVariable" ([email protected]@@0HA)”，這種情況下g++中的提示更明顯些，就是對TestVariable::staticIntVariable這個變數未定義的引用，所以我們的解決方法就是將它初始化。這個變數的初始化這樣操作：

#include <iostream>

using namespace std;

class TestVariable{
	public:
	TestVariable():constIntVariable(0){}

	void printStaticInt(){
		cout<<"staticIntVariable:"<<staticIntVariable<<endl;
	}
	private:
	int intVariable;//情況0 不加限定符，這個不需要進行討論
	const int constIntVariable;//情況1 const常量
	static int staticIntVariable;//情況2 靜態變數
	static const int staticConstIntVariable;//情況3 靜態常整型型別
	static const float staticConstNotIntVariable;//情況4 靜態非常整型型別
};
<span style="color:#ff0000;">int TestVariable::staticIntVariable=1;</span>
int main(){
	TestVariable variable;
	variable.printStaticInt();
	return 0;

}

注意int TestVariable::staticIntVariable=1;這行程式碼不能寫成static int TestVariable::staticIntVariable=1;，否則就在g++中會出現這個錯誤：


而在vs中會出現“error C2720: “TestVariable::staticIntVariable”: 成員上的“static ”儲存類說明符非法”這個錯誤提示。

情況3：static const修飾的整型資料

然後就是情況3和情況4，情況3和情況4中的限定符是一樣的，就是static const（這裡寫成static const和const static好像都可以，最起碼在vs和g++中測試都通過了），不同的是資料型別而已，這裡int型別是一種特例，就是靜態常量整型(short ,int ,long,long long)資料可以在類中初始化，而其他型別都只能在類外面進行初始化。

首先新增呼叫這個變數的函式：

#include <iostream>

using namespace std;

class TestVariable{
	public:
	TestVariable():constIntVariable(0){}

	void printStaticInt(){
		cout<<"staticIntVariable:"<<staticIntVariable<<endl;
	}

	<span style="color:#ff0000;">void printStaticConstInt(){
		cout<<"staticOnstIntVariable:"<<staticConstIntVariable<<endl;
	}</span>
	private:
	int intVariable;//情況0 不加限定符，這個不需要進行討論
	const int constIntVariable;//情況1 const常量
	static int staticIntVariable;//情況2 靜態變數
	static const int staticConstIntVariable;//情況3 靜態常整型型別
	static const float staticConstNotIntVariable;//情況4 靜態非常整型型別
};
 int TestVariable::staticIntVariable=1;
int main(){
	TestVariable variable;
	variable.printStaticInt();
	variable.printStaticConstInt();
	return 0;

}

在g++中編譯的結果為：

用vs編譯出錯：“ error LNK2001: 無法解析的外部符號 "private: static int const TestVariable::staticConstIntVariable" ([email protected]@@0HB)”，和情況2的錯誤提示是一樣的。

只是它的定義方式有兩種,在類內定義：

#include <iostream>

using namespace std;

class TestVariable{
	public:
	TestVariable():constIntVariable(0){}

	void printStaticInt(){
		cout<<"staticIntVariable:"<<staticIntVariable<<endl;
	}

	void printStaticConstInt(){
		cout<<"staticOnstIntVariable:"<<staticConstIntVariable<<endl;
	}
	private:
	int intVariable;//情況0 不加限定符，這個不需要進行討論
	const int constIntVariable;//情況1 const常量
	static int staticIntVariable;//情況2 靜態變數
	<span style="color:#ff0000;">static const int staticConstIntVariable=3;//情況3 靜態常整型型別</span>
	static const float staticConstNotIntVariable;//情況4 靜態非常整型型別
};
 int TestVariable::staticIntVariable=1;
int main(){
	TestVariable variable;
	variable.printStaticInt();
	variable.printStaticConstInt();
	return 0;

}
在類外面定義： 
#include <iostream>

using namespace std;

class TestVariable{
	public:
	TestVariable():constIntVariable(0){}

	void printStaticInt(){
		cout<<"staticIntVariable:"<<staticIntVariable<<endl;
	}

	void printStaticConstInt(){
		cout<<"staticOnstIntVariable:"<<staticConstIntVariable<<endl;
	}
	private:
	int intVariable;//情況0 不加限定符，這個不需要進行討論
	const int constIntVariable;//情況1 const常量
	static int staticIntVariable;//情況2 靜態變數
	static const int staticConstIntVariable;//情況3 靜態常整型型別
	static const float staticConstNotIntVariable;//情況4 靜態非常整型型別
};
 int TestVariable::staticIntVariable=1;
<span style="color:#ff0000;"> const int TestVariable::staticConstIntVariable=3;</span>
int main(){
	TestVariable variable;
	variable.printStaticInt();
	variable.printStaticConstInt();
	return 0;

}
注意，這裡const這個關鍵字也需要，否則在g++中會出現這種錯誤提示：它會把它當成一個新的變數，但這個變數和原來的const型別的變數名相同，所以會出錯。



在vs中的提示為：“error C2373: “staticConstIntVariable”: 重定義；不同的型別修飾符”。

情況4：static const修飾的非整型資料

然後就是情況4，對於靜態常量非整型資料而言，如果在類內進行初始化：

#include <iostream>

using namespace std;

class TestVariable{
	public:
	TestVariable():constIntVariable(0){}

	void printStaticInt(){
		cout<<"staticIntVariable:"<<staticIntVariable<<endl;
	}

	void printStaticConstInt(){
		cout<<"staticOnstIntVariable:"<<staticConstIntVariable<<endl;
	}
	void printStaticConstNotIntVariable(){
		cout<<"staticConstNotIntVariable:"<<staticConstNotIntVariable<<endl;
	}
	private:
	int intVariable;//情況0 不加限定符，這個不需要進行討論
	const int constIntVariable;//情況1 const常量
	static int staticIntVariable;//情況2 靜態變數
	static const int staticConstIntVariable;//情況3 靜態常整型型別
	<span style="color:#ff0000;">static const float staticConstNotIntVariable=4.0;//情況4 靜態非常整型型別</span>
};
 int TestVariable::staticIntVariable=1;
 const int TestVariable::staticConstIntVariable=3;
int main(){
	TestVariable variable;
	variable.printStaticInt();
	variable.printStaticConstInt();
	variable.printStaticNotIntVariable();
	return 0;

}
在g++中沒有問題：

在vs 2008中會出現這個錯誤“error C2864: “TestVariable::staticConstNotIntVariable”: 只有靜態常量整型資料成員才可以在類中初始化”。

所以最好還是不要寫這種程式碼吧。

將變數的初始化放在類外面和情況3一樣就可以了：

#include <iostream>

using namespace std;

class TestVariable{
public:
	TestVariable():constIntVariable(0){}

	void printStaticInt(){
		cout<<"staticIntVariable:"<<staticIntVariable<<endl;
	}

	void printStaticConstInt(){
		cout<<"staticOnstIntVariable:"<<staticConstIntVariable<<endl;
	}
	void printStaticConstNotIntVariable(){
		cout<<"staticConstNotIntVariable:"<<staticConstNotIntVariable<<endl;
	}
private:
	int intVariable;//情況0 不加限定符，這個不需要進行討論
	const int constIntVariable;//情況1 const常量
	static int staticIntVariable;//情況2 靜態變數
	static const int staticConstIntVariable;//情況3 靜態常整型型別
	static const float staticConstNotIntVariable;//情況4 靜態非常整型型別
};
int TestVariable::staticIntVariable=1;
const int TestVariable::staticConstIntVariable=3;
<span style="color:#ff0000;">const float TestVariable::staticConstNotIntVariable=4.0;</span>
int main(){
	TestVariable variable;
	variable.printStaticInt();
	variable.printStaticConstInt();
	variable.printStaticConstNotIntVariable();
	return 0;

}

這種情況在g++中和vs中執行的結果就都是正確的了。

最後關於static，它在類中和在類外使用時有不同的含義，這裡總結一下：

1.函式體內的static變數的作用範圍為該函式體，不同於auto變數，該變數的記憶體只能被分配一次，因此其值在下次呼叫時仍維持上次的值。

2.在模組內的static全域性變數可以被模組內的所有函式訪問，但不能被模組外其它函式訪問。

3.在模組內的static函式只可能被這一模組內的其它函式呼叫，這個函式的使用範圍被限定在宣告它的模組內。

4.在類中的static成員變數屬於整個類所擁有，對類的所有物件只有一份拷貝。

5.在類中的static成員函式屬於整個類所擁有，這個函式不接受this指標，因此只能訪問類的static成員變數。

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