C/C++教學

C/C++ static member variable 用法與初始化方式

本篇 ShengYu 介紹 C/C++ static member variable 用法與初始化方式，static member variable 初始化方式非常特殊也容易忘記。

C/C++ static member variable

static 放在 class 的 member variable 之前，稱為靜態成員變數 (static member variable)，如下範例中的 counter，

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class Object {
public:
    Object() {
    }
private:
    static int counter;
};

C/C++ static member variable 初始化方式

static class member 無法直接在 class 內初始化，如下範例所示，Object class 裡的 static int counter = 0; 在 class 內初始化 initialize static 成員變數會造成編譯錯誤，

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#include <iostream>
using namespace std;

class Object {
public:
    Object() {
        ++counter;
        cout << "counter = " << counter << endl;
    }

    static int getCounter() { return counter; }
private:
    static int counter = 0;
};

int main() {
    Object obj1;
    Object obj2;
    Object obj3;
    cout << Object::getCounter() << endl;
    return 0;
}

編譯錯誤訊息如下，訊息明確地顯示 C++ 禁止在 class 裡初始化 static member，

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cpp-static.cpp:13:26: error: ISO C++ forbids in-class initialization of non-const static member ‘Object::counter’
     static int counter = 0;

那不寫初始化動作呢？

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#include <iostream>
using namespace std;

class Object {
public:
    Object() {
        ++counter;
        cout << "counter = " << counter << endl;
    }

    static int getCounter() { return counter; }
private:
    static int counter;
};

int main() {
    Object obj1;
    Object obj2;
    Object obj3;
    cout << Object::getCounter() << endl;
    return 0;
}

也是會編譯錯誤，編譯錯誤訊息如下，會在連結 (link) 時期出現 undefined reference 的錯誤，

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/tmp/ccbvdWOg.o: In function `Object::Object()':
cpp-static.cpp:(.text._ZN6ObjectC2Ev[_ZN6ObjectC5Ev]+0xf): undefined reference to `Object::counter'
cpp-static.cpp:(.text._ZN6ObjectC2Ev[_ZN6ObjectC5Ev]+0x18): undefined reference to `Object::counter'
cpp-static.cpp:(.text._ZN6ObjectC2Ev[_ZN6ObjectC5Ev]+0x1e): undefined reference to `Object::counter'
/tmp/ccbvdWOg.o: In function `Object::getCounter()':
cpp-static.cpp:(.text._ZN6Object10getCounterEv[_ZN6Object10getCounterEv]+0x6): undefined reference to `Object::counter'
collect2: error: ld returned 1 exit status

以下示範正確的 static member variable 初始化寫法，這個範例是計算這個 Object class 被生成了幾個實體 (instance)，
靜態成員變數初始化寫在 class 外面，如範例中的 int Object::counter = 0;，
靜態成員變數這個技巧概念也被應用在 std::shared_ptr 上，用來追蹤有幾個指標共享一塊記憶體，
另外補充靜態成員函式裡存取的所有變數都要是 static，如下例中的 getCounter()，

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#include <iostream>
using namespace std;

class Object {
public:
    Object() {
        ++counter;
        cout << "counter = " << counter << endl;
    }

    static int getCounter() { return counter; }
private:
    static int counter;
};

int Object::counter = 0; // initializing the static int

int main() {
    Object obj1;
    Object obj2;
    Object obj3;
    cout << Object::getCounter() << endl;
    return 0;
}

以上就是 C/C++ static member variable 用法與初始化方式的介紹，
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其它參考
How to initialize private static members in C++?
https://www.tutorialspoint.com/how-to-initialize-private-static-members-in-cplusplus

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