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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。
5 v6 \* N# K( B) I' c一、存储方式与共享性
6 q8 f: B; Y8 `' T成员变量
# n  Z0 F" }$ w' h1 W1 a
  • 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。
    " P5 r4 S" f; \
二、生命周期) F7 O" c, P9 r& W/ J
成员变量
/ i- w% E. \3 J2 R  ^1 d& N0 q
  • 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。4 W' X0 R  R* A  p# z( P9 R+ p% Y
三、访问方式
/ @/ _  ?+ A6 n3 p成员变量0 s! J" @, Q7 i6 l
  • 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。
    1 j, J) c' n0 y2 d0 ?& }6 F
静态成员变量7 c% J- Q& P  b3 p7 B
  • 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。8 F8 ?$ C1 U6 s5 z* M
四、初始化/ G' r! M/ S/ x0 o, H
成员变量
+ |: r: G3 x% i/ T* a. I
  • 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。
    * `% G; R* K: X8 X- Q
静态成员变量) ?9 F, }6 Q9 u2 `: z% P
  • 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/ r8 D, N0 f. q8 w$ D* R/ ~
五、代码示例
5 B4 |% P8 n, s2 a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:
  t/ U+ O0 D4 S% K8 d' _" V0 S! L
#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& d, h  l% g( h; I8 h" h# S
Regular Variable of obj1: 106 X, A; s8 z5 [" n0 I/ c( Z; {
Regular Variable of obj2: 20+ j# e; |  k* B
Static Variable: 2
9 L- r/ j, C* N1 AStatic 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。5 V8 s# p- V  H4 u' f3 T; @5 L
七、总结
  L- m" d4 C, T" p: Q8 r% y$ n& F/ a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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