C++ 靜態(tài)成員的類內(nèi)初始化詳解及實(shí)例代碼

一般來說，關(guān)于C++類靜態(tài)成員的初始化，并不會(huì)讓人感到難以理解，但是提到C++ 靜態(tài)成員的"類內(nèi)初始化"那就容易迷糊了。

我們來看如下代碼：

//example.h
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;

class Example{
public:
  static double rate = 6.5;
  static const int vecSize = 20;
  static vector<double> vec(vecSize);
};

//example.cpp
#include "example.h"
double Example::rate;
vector<double> Example::vec;

我們需要判斷上面的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的聲明和定義有沒有錯(cuò)誤，并解釋原因。

首先，要謹(jǐn)記：通常情況下，不應(yīng)該在類內(nèi)部初始化成員，無論是否為靜態(tài)成員。

其次，若一定要在類內(nèi)初始化靜態(tài)成員，那么就必須滿足如下條件才行：

1） 靜態(tài)成員必須為字面值常量類型的constexpr。

      所謂的字面值類型就是通常遇到的：算術(shù)類型，引用，指針等。字面值常量類型就是const型的算術(shù)類型，引用，指針等。

      所謂的constexpr，就是常量表達(dá)式，指值不會(huì)改變且在編譯過程中就能得到計(jì)算結(jié)果的表達(dá)式。比如字面值，或者用常量表達(dá)式初始化的const對(duì)象也是常量表達(dá)式。為了幫助用戶檢查自己聲明/定義的變量的值是否為一個(gè)常量表達(dá)式，C++11新規(guī)定，允許將變量聲明為constexpr類型，以便由編譯器來進(jìn)行驗(yàn)證變量是否為常量表達(dá)式。

2）給靜態(tài)成員提供的初始值，必須為常量表達(dá)式

注意：在C++ primer 第五版中說：只能給靜態(tài)成員提供const 整數(shù)類型的類內(nèi)初始值，且該const整數(shù)類型的初始值必須是常量表達(dá)式。我覺得是有誤的！詳情見后面分析。

有了這兩條原則，我們就可以對(duì)上面的代碼進(jìn)行驗(yàn)證了。

1）static double rate = 6.5;

顯然不滿足第一條：因?yàn)閞ate不是常量類型。改成constexprt static const double rate = 6.5即可

從這里也可以看出初始值不一定必須為const 整數(shù)類型。

ps: 如果我們不再這里加入constexprt修飾符的話，編譯器會(huì)提示錯(cuò)誤：error: ‘constexpr' needed for in-class initialization of static data member ‘const double Example::rate' of non-integral type [-fpermissive]

大體意思就是，對(duì)于非const整數(shù)類型的初始值，如果它是常量表達(dá)式的話，我們需要手工在前面添加修飾符constexprt。

至于Example.cpp文件中的定義部分，由于我們已經(jīng)在類內(nèi)部進(jìn)行了初始化，就不需要再在類外部進(jìn)行定義了。如果非要定義的話，必須采用如下格式：

//example.cpp


constexpr const double Example::rate; //其中的const是可以刪除的，因?yàn)閏onstexprt本身就包含了const

2）static const int vecSize = 20;

vecSize是const int類型的，且為常量表達(dá)式——滿足第一條；提供的初始值為20，是一個(gè)常量表達(dá)式——滿足第二條！且由于是const int型的，前面可以不用修飾符constexpr。

3）static vector<double> vec(vecSize);

錯(cuò)誤！vector是模板不是字面值常量類型，所以不滿足第一條。應(yīng)該改為 static vector<double> vec; //僅僅且只能進(jìn)行聲明，不能定義

然后在Example.cpp中進(jìn)行定義：

static vector<double> vec(Example::vecSize);

現(xiàn)在我們可以在Example.cpp中添加測(cè)試代碼進(jìn)行測(cè)試了：

#include "example.h"
vector<double> Example::vec(Example::vecSize);
constexpr const double Example::rate;

int main(){

  Example::vec.push_back(10.5);
  cout << Example::vec.back() << endl;
  cout << Example::rate << endl;
  cout << Example::vecSize << endl;
}

執(zhí)行結(jié)果：

wanchouchou@wanchouchou-virtual-machine:~/c++/7.5$ ./Example 
10.5
6.5
20

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