前言
c++ 靜態成員變量用static 關鍵字來聲明，是整個類的數據成員，其存儲不佔用某個具體對象的空間，其存儲在靜態存儲區。
c++ 靜態成員函數用static 關鍵字來聲明，用於處理靜態成員變量，可以用類名來調用，也可以用對象名來調用。
使用靜態成員變量的目的：靜態成員變量是整個類的數據成員，使用靜態成員變量可以實現多個對象共享數據。
測試1：
#include <iostream>
using namespace std;
class Point{
public:
Point(int xx,int yy):x(xx),y(yy){count++;}
Point():Point(0,0){}
Point(const Point &p);
~Point(){count--;}
void show(){cout<<x<<" "<<y<<endl;}
static void showcount(); //用static來聲明靜態成員函數
private:
int x,y;
static int count; //用static來聲明靜態成員變量
};
int Point::count = 0; //靜態成員變量的定義，定義時前面不可以再有static, 且它必須要在類外面來初始化，不能在類內部初始化。靜態成員變量在初始化時分配內存。
void Point::showcount() { //靜態成員函數的定義，前面不可以再有static，可以在類內部定義，也可以在類外定義。此例爲在類外面進行定義。
cout<<"count="<<count<<endl;
}
Point::Point(const Point &p){ //複製構造函數
x = p.x;
y = p.y;
count++;
}
Point fun(Point m){
return m;
}
int main(){
Point::showcount(); //用 類名::函數名 來調用靜態成員函數
Point a(1,2);
a.show();
a.showcount();//也可用 對象名.函數名 來調用靜態成員函數
Point b(a);
b.show();
b.showcount();
Point c;
c.show();
c.showcount();
Point d = fun(c);
d.show();
d.showcount();
return 0;
}
運行結果：
$ ./a.out
count=0
1 2
count=1
1 2
count=2
0 0
count=3
0 0
count=4
如圖,對象a佔用8個字節（成員x，y的空間，count不在裏面），對象a是局部對象，存放在棧上0x7fffffffdde0的位置處。
count存放在靜態存儲區的 0x555555756134，不存儲在對象中。count屬於整個類，不屬於某一個具體的對象。
靜態成員函數也是一樣，屬於整個類，不屬於某一個對象，所以靜態成員函數可以用類名來調用，比如：Point::showcount() 。
static 成員變量必須在類聲明的外部初始化，具體形式爲：
type class::name = value;
如本例：int Point::count = 0;
靜態成員變量在初始化時不能再加 static，但必須要有數據類型。
static 成員變量的內存既不是在聲明類時分配，也不是在創建對象時分配，而是在（類外）初始化時分配。沒有在類外初始化的 static 成員變量不能使用，因爲沒分配空間。
測試2：
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
class Point{
public:
Point(int xx,int yy):x(xx),y(yy){count++;}
Point():Point(0,0){}
Point(const Point &p);
~Point(){count--;}
void show(){cout<<x<<" "<<y<<endl;}
static void showcount();
public:
static int count; //此例爲public屬性
private:
int x,y;
};
int Point::count = 0;
void Point::showcount() {
cout<<"count="<<count<<endl;
}
Point::Point(const Point &p){
x = p.x;
y = p.y;
count++;
}
int main(){
Point::showcount();
Point a(1,2);
cout<<a.count<<endl; //通過對象a來訪問靜態成員變量。若count不是public屬性，不能用對象來訪問，編譯時就會報錯
Point::showcount();
Point b(3,4);
Point::showcount();
return 0;
}
用GDB來查看靜態成員變量的存儲：
可以看到，當b中count變爲2，a中count也變爲2，即a和b中的count是共享的。查看a.count和b.count的地址，可以發現是同一個地址，即是同一個存儲空間。且這個存儲空間是全局存儲區（靜態存儲區），不在對象a和對象b的棧（stack）存儲區。
此例中count是public，修改爲protected和private,編譯報錯。
protected:
static int count;
private:
static int count;
如上圖，也就是說，想通過對象來訪問靜態成員變量，靜態成員變量只能是public屬性。這一點和對象去訪問普通的成員變量一樣。類外面，對象只能訪問public成員變量，不能訪問protected和private的成員變量。
測試3：
void Point::showcount() {
cout<<"count="<<count<<endl;
cout<<x<<endl; //新增，嘗試在靜態成員函數中去訪問普通的成員變量，編譯報錯。
}
也即是說，在靜態成員函數中，不能去訪問普通的成員變量。原因是沒有this指針，不知道普通成員變量x放在哪裏。
原因分析：
編譯器在編譯一個普通成員函數時，會隱式地增加一個形參 this，並把當前對象的地址賦值給 this，所以普通成員函數只能在創建對象之後通過對象來調用，因爲它需要當前對象的地址。也即是有了對象，纔有對象的this指針，沒有對象，就無法調用普通成員函數。由於類沒有this指針，所以不能用類名去調用普通成員函數，只能用實際的對象去調用普通成員函數。
而靜態成員函數可以通過類來直接調用，編譯器不會爲它增加形參 this，它不需要當前對象的地址，所以不管有沒有創建對象，都可以調用靜態成員函數。因爲靜態成員函數要訪問的是靜態成員變量（存儲在全局存儲區，和this指針沒毛關係）。
由於靜態成員函數沒有 this 指針，不知道指向哪個對象，無法訪問對象的成員變量，所以靜態成員函數不能訪問普通成員變量，只能訪問靜態成員變量。
總結：
- 一個類中可以有一個或多個靜態成員變量，所有的對象都共享這些靜態成員變量，都可以引用它。注意，是共享，共享，共享，也即是隻會佔同一份靜態存儲空間。
- static 成員變量和普通 static 變量一樣，都在內存分區中的全局數據區分配內存，到程序結束時才釋放。這就意味着，static 成員變量不隨對象的創建而分配內存，也不隨對象的銷燬而釋放內存。而普通成員變量在對象創建時分配內存，在對象銷燬時釋放內存。根本原因是靜態成員變量和對象的存儲空間不同，是在不同的時期去分配的。
- 靜態成員變量必須初始化，而且只能在類體外進行。例如：
int Point::count = 0;
初始化時可以賦初值，也可以不賦值。如果不賦值，那麼會被默認初始化爲 0。
全局數據區的變量都有默認的初始值 0，而**動態數據區（堆區、棧區）**變量的默認值是不確定的，一般認爲是垃圾值。 - 靜態成員變量既可以通過對象名訪問，也可以通過類名訪問，但要遵循 private、protected 和 public 關鍵字的訪問權限限制。
當在類外面通過對象名訪問時，靜態成員變量屬性必須是public，對於不同的對象時，訪問的是同一份內存（本質是共享）。 - 靜態成員函數在聲明時要加 static，在定義時不能加 static 。靜態成員函數只能訪問靜態成員變量，去訪問普通成員變量，編譯就報錯。