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以一个简单的例子来引入C++中类的静态成员变量！

假入客户给你提了一个需求：

  • 统计在程序运行期间某个类的对象的数目
  • 保证程序的安全性（不能使用全局变量）
  • 随时可以获取当前对象的数目

你或许会想到用类的成员变量来做计数值。写出的代码可能类似下面的代码：

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    int mCount;
public:
    Test() : mCount(0)
    {
        mCount++;
    }
    ~Test()
    {
        --mCount;
    }
    int getCount()
    {
        return mCount;
    }
};

Test gTest;  //一个全局对象

int main()
{
    Test t1;  //局部对象
    Test t2;   //局部对象
    
    printf("count = %d\n", gTest.getCount());
    printf("count = %d\n", t1.getCount());
    printf("count = %d\n", t2.getCount());
    
    return 0;
}

上面简单的代码用成员变量mCount作为计数值，在拷贝构造函数与析构函数中分别作自加与自减运算，看似当生成一个对象时，它的值就会加1，这样通过获取它的值就可以得知对象的数目。将代码放到linux下运行编译输出结果为：

count = 1
count = 1
count = 1

为什么跟我们预想的不一样呢？因为每个对象的成员变量都是每个对象专属的，我定义了三个对象，那么我这三个对象的成员变量都是自己专属的，其他对象的生成不会影响另一个对象的成员变量，而是调用该对象自己的成员变量，所以最终输出结果为三个1.

下面我们把计数值改为一个全局变量，试试看会出现什么结果呢？

#include <stdio.h>

int gCount；
class Test
{
private:
    int mCount;
public:
    Test() : mCount(0)
    {
        gCount++;
    }
    ~Test()
    {
        --gCount;
    }
    int getCount()
    {
        return gCount;
    }
};

Test gTest;  //一个全局对象

int main()
{
    Test t1;  //局部对象
    Test t2;   //局部对象
    
    printf("count = %d\n", gTest.getCount());
    printf("count = %d\n", t1.getCount());
    printf("count = %d\n", t2.getCount());
    
    return 0;
}

这个时候的输出结果为：

count = 3
count = 3
count = 3

好，至少我们达到了第一步，实现了这个功能！但是呢，用户是有要求的，不能使用全局变量。因为全局变量在当代软件开发过程中是不受欢迎的，它是不够安全的！！！所以我们还是得想其他办法：普通成员变量无法满足，全局变量可以满足，综合他们两，我们可以用静态的成员变量！静态成员变量在文件内是全局属性的。在C++中我们可以定义静态成员变量：

  • 静态成员变量属于整个类所有
  • 静态成员的生命周期不依赖于任何对象（程序包运行的整个周期）
  • 可以通过类名直接访问共有静态成员变量
  • 所有对象共享类的静态成员变量
  • 可以通过对象名访问公有静态成员变量

下面还是直接上代码分析比较直接：

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    static int cCount;
public:
    Test()
    {
        cCount++;
    }
    ~Test()
    {
        --cCount;
    }
    int getCount()
    {
        return cCount;
    }
};

int Test::cCount = 0;   //这里是为什么？

Test gTest;

int main()
{
    Test t1;
    Test t2;
    
    printf("count = %d\n", gTest.getCount());
    printf("count = %d\n", t1.getCount());
    printf("count = %d\n", t2.getCount());
    
    Test* pt = new Test();    //发生了什么？
    
    printf("count = %d\n", pt->getCount());
    
    delete pt;                //发生了什么？
    
    printf("count = %d\n", gTest.getCount());
    
    return 0;
}

输出结果为：

count = 3
count = 3
count = 3
count = 4
count = 3

下面我们来分析代码：这里static int cCount;定义的是一个静态成员变量，因为静态全局变量隶属于整个类所有，不隶属于某一个成对象，所以我们需要在类外单独给它分配空间，它位于全局数据区！！！这样在全局数据区给静态成员变量分配空间int Test::cCount = 0;

而这一段代码： Test* pt = new Test(); Test* pt = new Test();这里我们定义一个指针对象指向一个堆空间，那么它就会调用拷贝 构造函数使得cCount加1，delete pt;调用析构函数，使得cCount减1。

由以上分析得出静态成员变量的几条特性：

  • 在定义时直接通过static关键字修饰
  • 静态成员变量需要在类外单独分配空间
  • 静态成员变量在程序内部位于全局数据区（但是文件间无法共享）

单独分配空间的语法规则：
Type ClassName::VarName = value;