在类定义中,关键词 static 声明不绑定到类实例的成员。
在类外定义中,它有不同含义:见存储期。
语法
static 数据成员 | (1) | |
static 成员函数 | (2) | |
1) 声明静态数据成员。
2) 声明静态成员函数。
解释
类的静态成员不与类的对象关联:它们是具有静态或线程 (C++11 起)存储期的独立变量,或者常规函数。
static 关键词仅与静态成员在类定义中的声明一同使用,但不与该静态成员的定义一同使用:
- class X { static int n; }; // 声明(用 'static')
- int X::n = 1; // 定义(不用 'static')
类体内的声明不是定义,且可以将成员声明为具有(除 void 之外的)不完整类型,包括该成员的声明所在的类型:
- struct Foo;
- struct S
- {
- static int a[]; // 声明,不完整类型
- static Foo x; // 声明,不完整类型
- static S s; // 声明,不完整类型(在其自身定义中)
- };
- int S::a[10]; // 定义,完整类型
- struct Foo {};
- Foo S::x; // 定义,完整类型
- S S::s; // 定义,完整类型
然而,若声明使用了 constexpr 或 inline (C++17 起) 说明符,则必须声明该成员为具有完整类型。 | (C++11 起) |
可用两种形式来指代类 T
的静态成员 m
:限定名 T::m
,或成员访问表达式 E.m
或 E->m
,其中 E
分别是求值为 T
或 T*
的表达式。在同一类作用域中时,限定是不必要的:
- struct X
- {
- static void f(); // 声明
- static int n; // 声明
- };
- X g() { return X(); } // 某个返回 X 的函数
- void f()
- {
- X::f(); // X::f 是静态成员函数的限定名
- g().f(); // g().f 是指代静态成员函数的成员访问表达式
- }
- int X::n = 7; // 定义
- void X::f() // 定义
- {
- n = 1; // X::n 在此作用域可以仅以 n 进行访问
- }
静态成员遵循类成员访问规则(私有、受保护、公开)。
静态成员函数
静态成员函数不关联到任何对象。调用时,它们无 this 指针。
静态成员函数不能为 virtual、const 或 volatile。
静态成员函数的地址可以存储在常规的函数指针中,但不能存储于成员函数指针中。
静态数据成员
静态数据成员不关联到任何对象。即使不定义类的任何对象它们也存在。整个程序中只有一个拥有静态存储期的静态数据成员实例,除非使用关键词 thread_local,该情况下每个线程都有一个具有线程存储期的该对象 (C++11 起)。
静态数据成员不能为 mutable。
在命名空间作用域中,若类自身具有外部连接(即不是无名命名空间的成员),则类的静态数据成员也具有外部连接。局部类(定义于函数内部的类)和无名类,包括无名类的成员类,不能拥有静态数据成员。
静态数据成员可以声明为 inline。内联静态数据成员可以在类定义中定义,而且可以指定初始化器。它不需要类外定义:
| (C++17 起) |
常量静态成员
若整型或枚举类型的静态数据成员被声明为 const(且非 volatile),则它能以其中的每个表达式均为常量表达式的初始化器,直接在类定义内初始化:
- struct X
- {
- const static int n = 1;
- const static int m{2}; // C++11 起
- const static int k;
- };
- const int X::k = 3;
若字面类型 (LiteralType) 的静态数据成员被声明为 constexpr,则它必须以其中的每个表达式均为常量表达式的初始化器,直接在类定义内初始化:
| (C++11 起) |
若 const 非内联 (C++17 起)静态数据成员或 constexpr 静态数据成员 (C++11 起)被 ODR 式使用,则仍需要命名空间作用域的定义,但它不能有初始化器。此定义对于 constexpr
数据成员已弃用 (C++17 起)。
- struct X {
- static const int n = 1;
- static constexpr int m = 4;
- };
- const int *p = &X::n, *q = &X::m; // X::n 与 X::m 被 ODR 式使用
- const int X::n, X::m; // ……故需要定义
- constexpr int X::m; // (但 C++17 中的 X::m 不需要)
若静态数据成员被声明为 constexpr,则它隐含为 inline 且不必在命名空间作用域重声明。这种无初始化器的重声明(之前则为必要,如上所示)仍然得到容许,但已被弃用。 | (C++17 起) |
引用
- C++11 standard (ISO/IEC 14882:2011):
- 9.4 Static members [class.static]
- C++98 standard (ISO/IEC 14882:1998):
- 9.4 Static members [class.static]