类声明或定义中的静态变量？

Question

我是C++的新手。
我有一个类如下:

class CodeTest
{
private:
    static const int TOTAL=100;
};

TOTAL是一个声明还是定义？

当我阅读Scott Meyer的书时，提到在实现文件中我们需要定义类似于：

const int CodeTest::TOTAL;

为什么这是必需的？

- Whoami

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以下是必要的输入：http://jcatki.no-ip.org/fncpp/Resources - Griwes

@Griwes 完全没有帮助。这是一个好问题。 - Konrad Rudolph

恭喜您。您刚刚解释了为什么 Stack Overflow 完全没有必要。只需购买书籍即可。顺便说一句，即使在阅读了许多（好的（和糟糕的））C++书籍来解释 TUs 如何工作之后，我也花费了很长时间才理解这一点。 - Konrad Rudolph

@Griwes，与其假装受到侮辱（同时还很冒犯），为什么不试着解释一下我读错了什么呢？ - Konrad Rudolph

在美好的周日下午引起争议，加1！ - Luchian Grigore

Answer 1

在头文件之外的实现文件中进行声明是必需的，否则每个包含该头文件的翻译单元都会定义自己的对象（即变量的存储空间）。

这将违反一次定义规则。其结果是，如果在一个翻译单元中更改了变量，则其他翻译单元将看不到此更改。尽管变量是常量，但取其地址也会在不同的翻译单元中产生不同的指针，因此这很重要。

- Konrad Rudolph

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而且，由于R Marthino在聊天中提到了它：在每个TU中定义具有静态存储的单独实例是可能的，但这不是我们想要的(一般情况下)! 我们希望有一个可以从所有TU访问的单个实例。 - Konrad Rudolph

@Nawaz 成员函数是完全不同的东西，它们是内联的。请看我之前的评论，它与此有些相关。C++也会为带有静态变量的类模板执行相同的操作，但这再次创建了不同的对象。 - Konrad Rudolph

@KonradRudolph：inline只是编译器的提示，它们不一定会被内联。 - Nawaz

@Nawaz 不要啊！inline并不是给编译器的提示，它决定了链接。是的，就实际的内联而言，它是一个提示，但它也决定了链接，这样的函数不会被导出，因此也不会违反ODR。 - Konrad Rudolph

@KonradRudolph：inline 决定的链接是如何帮助这里的？ - Nawaz

Answer 2

由于这引起了一些争议，我查看了标准，@Nawaz是对的，我错了。

9.4.2/2

如果一个静态数据成员是const整型类型[...]。如果在程序中使用该成员，则仍应在命名空间范围内定义该成员，并且命名空间范围定义不得包含初始化项。

因此，您拥有的是一个声明，并且变量被初始化为一个值。在类外部，您必须定义变量，但不需要给它赋值。

带有const整型类型的部分仅适用于这种特殊情况 - 即您可以在类内部初始化该类型，但所有static数据成员必须在外部定义。

回答问题：

无论是否需要在类外部进行定义（取决于是否使用该成员），无论在类内部有没有初始化，都只是一个声明。

- Luchian Grigore

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在类外面，你必须定义这个变量，只有在需要静态变量的地址时才需要定义它！否则你不需要定义它 :P - Mr.Anubis

@Mr.Anubis 如果你不想要有效的C++，那么你是对的。然而，标准就是这样规定的...(如果你使用它，不仅仅是它的地址) - Luchian Grigore

@Mr.Anubis，这远非清晰明了。在Luchian引用的段落中，“used”一词存在很大争议。因此，C++11的措辞已经进行了修改，以使其更加明确。 - Konrad Rudolph

没错，唯一的问题是为什么Stroustrup说你可以在不取地址的情况下使用它们。 - unkulunkulu

@KonradRudolph 他说的和他引用的不一样:/ - Mr.Anubis

Answer 3

问题的第一部分：

这行代码：static const int TOTAL=100; 是一个声明后跟着一个初始化。

TOTAL 是一个标识符。

问题的第二部分：

需要使用 const int CodeTest::TOTAL 来初始化变量。

- W.K.S

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我认为仅仅回答“是”或“不是”并不具有建设性。 - Eitan T

TOTAL不是一个变量，因为之前已经用const关键字标记了。它是一个常数，就像任何常数定义一样处理，编译器可以为其分配数据区域的空间，也可以不分配。 - Luis Colorado

Answer 4

static const int TOTAL=100; // is a declaration followed by an initialisation.

来自C++标准第3.1节：

声明将名称引入翻译单元或重新声明先前声明引入的名称。声明指定这些名称的解释和属性。

下一段陈述了，除非它在类定义中声明静态成员，否则声明就是定义：

struct X
{
    int a;         // defines a
    static int b;  // declares b
};

您可以在这里阅读更多关于定义和声明的内容：SO: 什么是定义和声明之间的区别？

- selfboot