上一期我们讨论了 C++ 中的 static 关键字以及它在类或结构体之外的意义。本期我们讨论 static 在一个类或一个结构体中的具体情况。

先了解这些

在几乎所有面向对象的语言中，静态在一个类中意味着特定的东西。这意味着在类的所有实例中，这个变量只有一个实例。如果我创建一个名为 Entity 的类，然后不断创建 Entity 实例，我仍然只会得到那个变量的一个版本。相对应的，如果某个实例改变了这个静态变量，它会在所有实例中反映这个变化。

正因为如此，通过类实例来引用静态变量是没有意义的。因为这就像是类的全局实例。

静态方法也是一样，无法访问类的实例。静态方法不需要通过类的实例就可以被调用。而在静态方法内部，你不能写引用到类实例的代码，因为你不能引用类的实例。

例子时间

让我们来看一下例子。

在这里我写一个叫做 Entity 的结构体，给他两个整数 x 和 y。

在这里我用的是结构体 struct，你当然也可以使用类，没有关系。我选择结构体的原因是我想让这些 x 和 y 变量是公有的。而通过使用 struct 默认情况下就是公有的。之前有一期是介绍 class 和 struct 的区别的，如果你想要去看的话，可以先去看一下。

我们现在有一个非常简单的基类。并且实例化它，将其值设置为我们想要的值。

如果我想创建这个类的另一个实例，我也可以用第二种方法，然后用初始化器来完成初始化。

然后我们给了 Entity 结构的一个方法 Print。让两个实例分别调用 Print。

运行之后可以看到，结果很清楚，并没有什么问题。

如果我让变量变为静态的话，事情就会有些不一样了。

首先出现问题的地方是第二种初始化方法，x 和 y 变成静态的话，这样的初始化操作会失败，因为 x 和 y 不再是类成员。

我们先修改一下它。（严格意义上说，这样的写法也是不对的，不过作为一个例子还行）

我们有两个不同的实例，至少看起来是这样的。

如果我们运行代码，我们会得到一个错误。

这是因为我们需要在某个地方定义那些静态变量。

我们可以这样操作。

好了，现在链接器器可以连接到合适的变量了。

然后我们运行代码。

结果是什么？你会看到我们实际上打印了两次 5 和 8，结果有点奇怪是吧。

我们回去看代码，首先我们在第一个实例上的设定了 x，y 等于 2 和 3。第二个为 5 和 8。然而你要记得，当 x 和 y 变成静态时，我们让这两个变量在 Entity 类的所有实例中只有一个实例。这意味着当我改变第二个 Entity 实例的 x 和 y时，它们实际上和第一个完全是一样的，他们指向的是相同的内存。

没错，两个不同的 Entity 实例，他们的 x 和 y 指向同一个地方。这时候你就会明白，我们这样这样引用是没有意义的。其实可以像这样引用它们，有点像他们在这个 Entity 的作用域内。

这就是它们的全部了。

就像我们在名为 Entity 的命名空间中创建了两个变量，它们实际上并不属于类。

从严格意义上说它们可以是私有的，它们仍然是类的一部分，而不是命名空间的一部分。

但是无论出于何种目的，当你创建一个新的类的实例或类似的东西时，他们其实和在命名空间中是一样的。与如何分配无关。

如果我们要正确的重写代码，你可以看到很多代码都没啥意义了，为什么之前我们得的是 5 和 8？因为我们实际上是在修改相同的变量。

那么，这样做的意义是什么？

它有什么用

这当然很有用，当你想要跨类使用变量时，你可以使用一个静态全局变量而不使用全局变量，它是在内部进行链接的。不会在你这整个项目都是全局的。

那你为什么要这么做呢？答案是把他们放在 Entity 中是有意义的。

如果你有一个东西，举个例子，比如你有一条信息。你想要在所有的实例之间的共享数据。这时候将它存储在类中是有意义的，因为它与 Entity 有关。

要组织好代码，那你最好在这个类中创建一个静态变量，而不是一些静态的或全局的东西到处乱放。

静态方法的工作方式与此类似，如果我让这个 Print 方法变成静态，它是会正常工作的。

因为你可以看它指向 x 和 y，它们也是静态变量。

调用方式其实也可以改变了。事实上这才是正确的调用方式，当然你也可以注意到它会打印出相同的东西，——因为我们运行了两次相同的方法嘛。

这个例子中我们甚至不需要使用类实例，因为我们所做的一切都是静态的。然而如果我们决定让 x y 是非静态的，程序就不能运行了。Print 的方法仍然保持 static，但静态方法不能访问非静态变量。

有些人可能会对静态的东西不能访问什么非静态的东西感到非常困惑。其实这很好理解。看看这个例子。

我们回到 Entity 实例，恢复我们的代码。

这样我们实际上对于 Entity 类的每个实例都有一个单独的 x 和 y。仍然将 Print 方法保持为静态。

现在尝试生成代码。会得到一个错误，你可以看到非法引用的非静态成员，因为你不能从静态方法访问他。原因是静态方法没有类实例。

我可能会在以后的系列中详细讲解类是如何运作的。但你要先简单了解接下来的内容：在类中写的每一个方法，每个非静态方法总是获得当前类的一个实例作为参数，这就是类幕后的实际工作方式，在类中你看不到这种东西，它们通过隐藏参数发挥作用。而静态方法不会得到那个隐藏参数。

静态方法与类外部编写方法相同。

如果我在外面写一个方法。你就知道为什么不能访问 x 和 y 了。

很明显，它不知道 x 和 y 是啥。

但是想象你有同样的 Print 方法。但是有一个 Entity 的对象是作为参数传入的。你的代码改成这样就可以了。

刚才写的这个方法本质上是非静态类方法在编译时的真实样子。

如果我们把这个 Entity 实例去掉，这正是我们将 static 关键字添加到类方法时所做的事情。这就是为什么会得到错误，它不知道要访问哪个 Entity 的 x 和 y，因为你没有给它一个 Entity 的引用。

最后的话

我希望我把相关的内容都讲清楚了。下期我们看看如何将许多的 static 知识整合了到我们一直在研究的 log 类中，看看那会变成是什么样子。

你可以先去看一下如何写一个 C++ 类那期。随着系列的进行，我们会继续增加 log 类的内容，并发掘一些我们可以做的新事情，并在学习新概念的同时不断改进它。

好了，记住，static 对于那些静态数据非常有用，这些数据不会在类实例之间发生变化。

本期的内容就是这些，下期再见。