static关键字修饰成员变量与成员函数

1. static概念

声明 为static的类成员称为类的静态成员，用static修饰的成员变量，称为静态成员变量；用static修饰的成员函数，称为静态成员函数，都存放在堆区。

静态成员变量一定要在类外进行初始化。

为什么静态成员变量一定要在类外进行初始化呢？

1. 在类中，仅仅是声明了静态变量（告诉我们有这个成员变量），并没有定义（定义需要分配内存）。

2. 声明只是表明了变量的数据类型和属性，并不分配内存；定义则需要分配内存。 注意：如果在类里面这么写 int a ；那么既声明了变量，也定义了变量，两者合在一起了。

3. 静态成员是“类级别的”，它和类的地位等同，而普通成员是“对象（实例）级别的”。类级别的成员，先于该类的任何对象而存在，是属于所有对象的，被该类的所有对象共享。

4. 现在，咱们假定要实例化该类的一个对象，那么会发生什么事情呢？

   静态成员肯定要出现在这个对象里面的，对吧？这时候才去定义那个静态成员吗？显然不合适！因为，比如有另外一个线程也要创建该类的对象，那么也要按照这个方式去定义那个静态成员。
   这可能会产生两种情况：
   A. 重复定义；
   B. 就算不产生重复定义的情况，也会产生竞争，造成死锁。
   显然编译器不能这么干。很合理的解决办法，就是在类的外部事先把它定义好，然后再供所有的对象共享。

class A
{
public:
	static int _a;
	static int _b;
};

int A::_a = 10;   // 定义静态成员变量，同时也初始化。
int A::_b;   // 定义静态成员变量，不初始化也可以。

int main()
{
	A T1;
	cout << T1._a << endl;  // 10
	cout << A:: _b << endl;  // 0
	return 0;
}

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静态成员函数既可以在类内定义，也可以在类外定义，类外定义不需要加static。

普通成员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。

编译器在编译一个普通成员函数时，会隐式地增加一个形参 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。

普通成员变量占用对象的内存，静态成员函数没有 this 指针，不知道指向哪个对象，无法访问对象的成员变量，也就是说静态成员函数不能访问普通成员变量，只能访问静态成员变量。

普通成员函数必须通过对象才能调用，而静态成员函数没有 this 指针，无法在函数体内部访问某个对象，所以不能调用普通成员函数，只能调用静态成员函数。

class A
{
public:
	A() { ++_count; }

	A(const A& t) { ++_count; }
	
	~A() { --_count; }
	
	static int GetACount()    // 类内定义，只能访问静态成员
	{
		return _count; 
	}

private:
	static int _count;
};

int A::_count = 0;


void TestA()
{
	cout << A::GetACount() << endl;   // 可以直接调用类
	A a1, a2;
	A a3(a1);
	cout << a3.GetACount() << endl;   // 也可以直接使用对象调用
}

int main()
{
	TestA();

	return 0;
}

总结：
静态成员函数与普通成员函数的根本区别在于：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（包括静态成员变量和静态成员函数）。

2. 使用细节

特性：

1. 静态成员为所有类对象共享，存放在静态区（在对象实例化之前就已经定义了）。
2. 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字。
3. 类静态成员即可用 类名::静态成员 或者 对象.静态成员 来访问。
4. 静态成员函数没有隐藏的this指针，不能访问任何非静态成员。
5. 静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制。

3. 易错点

问题1：
静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？
不可以，因为静态成员函数没有this指针，普通成员函数必须有相应的对象地址（this）才能调用，因为普通函数里面要用this来访问对象。

问题2：
非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？
可以，静态成员函数属于整个类，既可以使用类域（A::）进行调用，也可以使用对象（a1.）进行调用。