static 成员变量、static 成员函数、类/对象的大小

一、static 成员变量

对于特定类型的全体对象而言，有时候可能需要访问一个全局的变量。比如说统计某种类型对象已创建的数量。
如果我们用全局变量会破坏数据的封装，一般的用户代码都可以修改这个全局变量，这时可以用类的静态成员来解决这个问题。
非static数据成员存在于类类型的每个对象中，static数据成员独立该类的任意对象存在，它是与类关联的对象，不与类对象关联。

（1）、static成员的定义

static成员需要在类定义体外进行初始化与定义

（2）、特殊的整型static const成员

整型static const成员可以在类定义体中初始化，该成员可以不在类体外进行定义

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class Test
{
public:
    Test(): a(0) {}
    enum {size1 = 100, size2 = 200};
private:
    const int a;   //只能在构造函数初始化列表中初始化
    static int b; //在类的实现文件中定义并初始化
    const static int c; //与 static const int c; 相同。
};

int Test::b = 0; //static成员变量不能在构造函数初始化列表中初始化，因为它不属于某个对象。
const int Test::c = 0; //注意：给静态成员变量赋值时，不需要加static修饰符，但要加const

（3）、static成员优点：

static成员的名字是在类的作用域中，因此可以避免与其它类成员或全局对象名字冲突。

可以实施封装，static成员可以是私有的，而全局对象不可以

阅读程序容易看出static成员与某个类相关联，这种可见性可以清晰地反映程序员的意图。

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#ifndef _COUNTED_OBJECT_H_
#define _COUNTED_OBJECT_H_

class CountedObject
{
public:
    CountedObject();
    ~CountedObject();
public:
    static int GetCount();
private:
    static int count_;      // 静态成员的引用性声明
};

#endif // _COUNTED_OBJECT_H_

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#include "CountedObject.h"

int CountedObject::count_ = 0;      // 静态成员的定义性声明

CountedObject::CountedObject()
{
    ++count_;
}

CountedObject::~CountedObject()
{
    --count_;
}

int CountedObject::GetCount()
{
    return count_;
}

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#include "CountedObject.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main(void)
{
    //cout<<CountedObject::count_<<endl;
    cout << CountedObject::GetCount() << endl;
    CountedObject co1;
    //cout<<CountedObject::count_<<endl;
    cout << CountedObject::GetCount() << endl;
    CountedObject *co2 = new CountedObject;
    //cout<<CountedObject::count_<<endl;
    cout << CountedObject::GetCount() << endl;
    delete co2;
    //cout<<CountedObject::count_<<endl;
    cout << CountedObject::GetCount() << endl;

}

上述程序定义一个静态成员变量和静态成员函数，可以通过类名:: 访问static 成员变量，也可以通过非/静态成员函数访问。

二、static 成员函数

static成员函数没有隐含的this指针
非静态成员函数可以访问静态成员
静态成员函数不可以访问非静态成员（实际上是直接访问是不可以的，间接地访问是可以的，比如通过类指针或类引用）

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#include <iostream>
using namespace std;

class Test
{
public:
    Test(int y) : y_(y)
    {

    }
    ~Test()
    {

    }

    void TestFun()
    {
        cout << "x=" << x_ << endl; //OK,非静态成员函数可以访问静态成员
        TestStaticFun();
    }
    static void TestStaticFun()
    {
        cout << "TestStaticFun ..." << endl;
        //TestFun();        Error,静态成员函数不能调用非静态成员函数
        //cout<<"y="<<y_<<endl;     Error,静态成员函数不能访问非静态成员
    }
    static int x_;      // 静态成员的引用性说明
    int y_;
};

int Test::x_ = 100;     // 静态成员的定义性说明

int main(void)
{
    cout << sizeof(Test) << endl;

    return 0;
}

三、类/对象大小计算

类大小计算遵循前面学过的结构体对齐原则（参照这里）
类的大小与数据成员有关与成员函数无关（空类大小为1个字节）
类的大小与静态数据成员无关
虚函数对类的大小的影响（参考这里）
虚继承对类的大小的影响（参考这里）

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范