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[C/C++/Qt] 成员变量和静态成员变量有什么差异

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发表于 2024-12-2 19:50:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
在C++编程中,成员变量和静态成员变量是类定义中两个重要的概念,它们在存储方式、生命周期、访问方式等多个方面存在显著的差异。以下是对这些差异的技术分析,并通过代码示例进行说明。& b; z9 l  m, Y2 M# F  A
一、存储方式与共享性
9 B- k8 D# X& L' x4 b( E- D成员变量# L. j1 }. M& O4 L( K2 ]
  • 存储方式:每个类的对象都有自己的一份成员变量的拷贝,这些变量存储在对象的内存中。
  • 共享性:每个对象的成员变量是独立的,互不干扰。
  • 静态成员变量
  • 存储方式:所有属于同一个类的对象共享同一份静态成员变量的拷贝,它存储在类的类体外,不依赖于类的实例。
  • 共享性:所有对象共享同一个静态成员变量,对其中一个对象的静态成员变量的修改会影响所有对象。
    * o8 U' h( U! Y0 N# ]0 G: ]- I$ D3 }
二、生命周期( P, l9 B! I' z: ]
成员变量5 e0 Z4 s# n% N2 D/ @
  • 生命周期:成员变量的生命周期与对象的生命周期相同。对象被创建时,成员变量被初始化;对象被销毁时,成员变量也随之销毁。
  • 静态成员变量
  • 生命周期:静态成员变量的生命周期从程序开始执行到程序结束,不依赖于对象的创建和销毁。. ?! L$ i9 Y4 F) m/ u; w2 V
三、访问方式/ d6 M/ q; H1 Y6 Y* v: G
成员变量
! r( L! i( d1 y
  • 访问方式:成员变量只能通过对象来访问,不能通过类名直接访问。7 P  U7 V- j3 r. m8 K" y/ u9 G
静态成员变量4 s' d% S6 ]0 o8 U
  • 访问方式:静态成员变量可以通过类名直接访问,也可以通过对象来访问。由于静态成员变量不依赖于对象,因此可以通过类名和作用域解析运算符::来访问。
    ( C0 b7 \, J% x0 K7 N8 ~
四、初始化
4 s' L7 n( d& ^5 R, U: Y成员变量; h& Q+ Q% M8 V4 ?
  • 初始化:成员变量通常在构造函数中初始化,或者在类体内的成员初始化列表中初始化。
    : ~5 ^+ U* P2 H- H$ @* B
静态成员变量" ?) V5 Y7 B" c7 D$ ~
  • 初始化:静态成员变量需要在类体外进行初始化,通常在类的实现文件中进行。这是因为静态成员变量属于类,而不属于对象。
    " C/ c# \' q- x! {9 d
五、代码示例
$ P/ t5 G; G4 n6 q以下是一个简单的代码示例,演示了成员变量和静态成员变量的用法:
1 E6 `7 J& E* s) H- p
#include <iostream>

class MyClass {
public:
    int regularVar; // 成员变量
    static int staticVar; // 静态成员变量

    MyClass(int val) : regularVar(val) {
        // 构造函数中初始化成员变量
        staticVar++; // 静态成员变量在类外初始化,但可以在构造函数中修改
    }

    static void staticFunction() {
        staticVar = 1; // 静态成员函数修改静态成员变量
    }
};

// 在类体外初始化静态成员变量
int MyClass::staticVar = 0;

int main() {
    MyClass obj1(10);
    MyClass obj2(20);

    std::cout << "Regular Variable of obj1: " << obj1.regularVar << std::endl;
    std::cout << "Regular Variable of obj2: " << obj2.regularVar << std::endl;

    // 访问静态成员变量,不需要实例化类的对象
    std::cout << "Static Variable: " << MyClass::staticVar << std::endl;

    // 调用静态成员函数
    MyClass::staticFunction();
    std::cout << "Static Variable after calling staticFunction: " << MyClass::staticVar << std::endl;

    return 0;
}
六、运行结果
1 k8 N. U* s7 _8 B+ [; {
Regular Variable of obj1: 10
- w" G, Z$ q+ ]3 p6 tRegular Variable of obj2: 20
% P+ ]- W2 H6 YStatic Variable: 2
# U3 L, e0 l; z4 i0 j: \8 s+ SStatic Variable after calling staticFunction: 1
在上述示例中,regularVar是普通成员变量,每个对象都有自己的副本。staticVar是静态成员变量,所有对象共享同一个副本。在main函数中,创建了两个对象obj1和obj2,分别设置了它们的regularVar值。然后,分别通过类名和对象访问了静态成员变量和普通成员变量,并调用了静态成员函数来改变staticVar的值。! c; j; j. G) k7 c
七、总结
6 \1 g% @$ f" I) U- L成员变量和静态成员变量在C++类定义中扮演着不同的角色。成员变量是每个对象独有的,用于描述对象的状态或属性;而静态成员变量是所有对象共享的,用于描述属于整个类而非特定对象的属性。了解这些差异有助于更好地设计类和对象,提高代码的效率和可维护性。
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