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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。  q( ?9 h  `: \6 ^1 f( {* w
一、存储方式与共享性
  F$ e1 R/ q  X4 B5 I) F5 w) c& h成员变量- X* H# h% O8 U/ [; w+ m
  • 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。
    $ O2 V1 d. c6 z0 r, T5 o
二、生命周期
7 v, Q2 q& h7 k3 S; x( G成员变量3 }- u9 r3 K/ [$ W' \# q1 v
  • 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。" @$ Z+ M4 v" I, s; i3 j+ U
三、访问方式
$ X: M5 x7 N0 r! ~* B% F& k+ G2 r; u成员变量; Q7 U% I& ?/ j* B
  • 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。
    # Y8 r8 l; t- Z1 z
静态成员变量
' V& j, H( A" }1 o  _& A$ Y, B( Y
  • 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。) s9 {$ h  g5 G
四、初始化# T  V# h" |  M: R
成员变量
% s$ U- a0 Y8 o& R# P
  • 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。6 _' G' o7 y+ X. v2 C
静态成员变量  D/ h; w; w5 f" S5 [+ ~0 h- Z. z
  • 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。
    ' A- `8 a$ P. Y2 a2 ~
五、代码示例
% P0 k1 ~( a& @/ M9 t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:
4 d' r4 c3 C, H5 J9 _; _
#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0 q8 Q5 }& Q- a  L* }; R
Regular Variable of obj1: 10
+ Z! s" Q8 A* t# s2 dRegular Variable of obj2: 206 G1 e6 s8 H1 H, ]( t) z4 b, _
Static Variable: 2
3 M7 m* h! H6 I; PStatic 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。$ X, F8 d- d5 @2 t( ?
七、总结
- w1 R! ]; c, ^/ 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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