常静相伴：深度解析C++中的const与static关键字

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目录

前言 

一.“大众情人”：静态数据成员

二.永葆初心之常成员-const

1.const数据成员的初始化方式：

2.const修饰的对象与成员函数

 结语:

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前言 

 在C++中，const和static是两个重要的关键字，它们分别用于声明常量和静态成员。const用于指定一个值在程序运行期间将保持不变，提高代码的可读性和安全性；而static用于指定一个成员在类的所有实例之间共享，提供静态的存储和管理方式。理解const和static的概念以及正确应用它们可以帮助我们编写更健壮和高效的C++代码。

一.“大众情人”：静态数据成员

思考一个问题

在c++中,创建对象时候,你不定义全局变量的情况下,如何实现?

  在类中定义一个变量吗?

class Human{

private:
    int count= 0;//使用类内初始值

public:
    Human(){
       count++;
}

};

这种方法肯定是行不通的,因为每个对象都有一个count变量,每个对象的count初始值为0,然后再执行构造函数,最终的结果是,无论有多少个对象,每个对象的count值都为1

1.如果在c语言中分文件的开发模式下,如何定义全局变量和访问呢?

Human.cpp

#include "Human.h"
int count = 0;

Human::Human() {
	count++;
}
int Human::getAge() {
	return age;
}

void Human::setAge(int age) {
	this->age = age;
}
int Human::getCount() {
	return count;
}

Human.h文件

#pragma once
extern int count;

class Human {

private:

	int age;
public:

	Human();

	void setAge(int age);
	int getAge();
	int getCount();
};

main.cpp文件

#include 
#include "Human.h"
using namespace std;

int main() {
	Human m1,m2,m3;
	cout << "总人数" << m1.getCount() << endl;
}

根据上面再c语言中使用extern进行全局变量的分文件开发还是很麻烦的,再c++中可以使用静态变量进行实现

2.C++中解决定义全部变量的方式

关键字 : static

当定义为静态变量时候,该变量就不会在栈区了,不属于任何一个对象,而是属于整个类

定义方法 : 可以再Human.h文件类中进行先声明,例如  

Human{
private:

static int count;//声明非常量的静态成员变量
const static int count = 0 ;//常量静态成员变量

};

对于非const的类静态成员，只能在类的实现文件中初始化。

const类静态成员，可以在类内设置初始值，也可以在类的实现文件中设置初始值。（但是不要同时在这两个地方初始化，只能初始化1次）

在给非常量静态成员变量赋值的方法

int Human :: count = 0;
格式 :  变量类型 类名 :: 变量名 = 初始值;

给非常量静态变量可以直接定义赋值,必须在类外

static int a = 10;
可以在类外的任何地方进行定义

在声明中,不能直接对非常量静态成员变量赋值,但是可以给常量静态成员变量在声明时赋值

3.哪些函数可以访问静态成员变量

1) 类的普通成员函数，可以直接访问静态成员（可读可写）

class Human{

private:
static int a = 0 ;

public:

int getA(){
a++;//可以对静态成员变量进行改写

return a;//可读

}
};

2) 静态普通函数

问题:当在非静态普通函数里,如何去访问静态成员变量

void test() {
	cout << "总人数: ";
	// ??? 没有可用的对象来访问getCount()
}

如果为了访问总的人数，而特意去创建一个对象，就很不方便，而且得到的总人数还不真实（包含了一个没有实际用处的人）

访问方式:

通过对象访问,此时会与预期结果不符合

通过类来访问

由此可以看出,通过类也不能访问到,此时可以将getcount函数改为static类型的

解决方法:

将getCount函数定义为static,此时就可以访问到了

类的静态方法：

1. 可以直接通过类来访问【更常用】，也可以通过对象（实例）来访问。
2. 在类的静态方法中，不能访问普通数据成员和普通成员函数（对象的数据成员和成员函数）

3.静态方法中，不能访问this指针,因为this指针是属于实例对象的

4.静态方法中，只能访问静态数据成员

总结 :

1) .静态数据成员

对象的成员函数（没有static的成员函数）内部，可以直接访问“静态数据成员”

类的静态成员函数（有static的成员函数）内部，可以直接访问“静态数据成员”

即：所有的成员函数，都可以访问静态数据成员。

类不能直接访问普通的静态数据成员

2) .静态成员函数

对象可以直接访问静态成员函数

类可以直接访问静态成员函数

在类的静态成员函数（类的静态方法）内部，不能直接访问this指针和对象的数据成员！

在类的静态成员函数（类的静态方法）内部，只能访问类的数据成员

最后两句对象的数据成员函数只得就是非静态的成员变量,类的数据成员函数,此时这个成员函数属于整个类,前面已经提到过,此时指的就是static修饰的成员变量

二.永葆初心之常成员-const

1.const数据成员的初始化方式：

• 使用类内值（C++11支持）

class Test{

private:
    const int a = 1;
    ...
};

• 使用构造函数的初始化列表

class A{

private:
    const int a;
public:
    A(int _a):a(_a){}

};

（如果同时使用这两种方式，以初始化列表中的值为最终初始化结果）

注意： 不能在构造函数或其他成员函数内，对const成员赋值！

2.const修饰的对象与成员函数

【类比】：专一男就是const对象，撩妹方法，就是普通的成员函数，如果允许专一男调去撩妹，那么专一男，也就不专一了！

以下示例:const对象访问普通成员函数

解决方案：

如果一个成员函数内部，不会修改任何数据成员，就把它定义为const成员函数。此时只需要输出a的值,所以将print函数,定义为const类型

注意const的放置位置

总结 : 如果声明的对象只去访问不改变值得函数,则可以将对象用const修饰,如果该成员函数内只读,则也将该函数用const修饰,const对象只能访问const修饰得成员函数,普通对象可以访问任意成员函数,

 结语:

在C++中，const和static是两个强大的关键字，它们为我们提供了更加丰富和灵活的编程工具。const使得代码更加安全可靠，通过禁止对常量进行修改确保程序的正确性。static则提供了一种在类的所有实例之间共享数据和行为的机制，有助于节约内存和简化程序结构。深入理解const和static的特性和使用方式，我们能够更加自如地控制数据的可变性和访问方式，编写出更稳定、可扩展和易于维护的代码。const和static是C++编程中的重要概念，它们的合理运用将大大提升代码质量和开发效率。

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