静的メンバ変数

sub.h

#ifndef SUB_H_
#define SUB_H_

class MyClass {
public:
    MyClass(int intval);

public:
    void Show() const;

private:
    static int m_intval; // 静的メンバ変数
};

#endif // #ifndef SUB_H_

sub.cpp

#include <iostream>
#include "sub.h"
using namespace std;

int MyClass::m_intval; // 実体を生成 <*1>
// int MyClass::m_intval = 0; // として初期化可能

MyClass::MyClass(int intval) {
    m_intval = intval; // 代入
}

// 初期化↓はエラーです。初期化は実体を生成するタイミング <*1> でのみ可能です。
// MyClass::MyClass(int intval) :
//     m_intval(intval)
// {
// }

void MyClass::Show() const {
    cout << m_intval << endl;
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "sub.h"
using namespace std;

int main() {
    MyClass obj_1(1);
    MyClass obj_2(2);
    obj_1.Show(); //=> 2 (← 1ではないのがポイントですね)
    obj_2.Show(); //=> 2
    return 0;
}

コンパイル方法例

g++ -Wall -o main.o -c main.cpp
g++ -Wall -o sub.o -c sub.cpp
g++ -Wall -o main main.o sub.o

静的メンバ関数

クラスにはオブジェクト実体のアドレスを必要としないメンバ関数を登録できます。このメンバ関数を特に静的メンバ関数とよびます。実体がなくても実行できますが、実体のアドレスが渡されていないため静的でないメンバにはアクセスできません。

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    static void Show(); // 静的メンバ関数

private:
    static int m_intval;
};

int MyClass::m_intval = 1;

void MyClass::Show() {
    cout << m_intval << endl;
}

int main() {
    MyClass::Show(); //=> 1
    return 0;
}

静的メンバ関数を利用すると、こちらのページで紹介したJava版のシングルトンパターンをC++でも実装できます。

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
private:
    static MyClass* singleton; // 唯一のインスタンスを保持

private:
    MyClass(); // new できなくする
    MyClass(const MyClass& other); // コピーコンストラクタも private にします

public:
    static MyClass* GetInstance();

public:
    void Greet();
};

MyClass* MyClass::singleton = new MyClass();

MyClass::MyClass() {
}

MyClass::MyClass(const MyClass& other) {
}

MyClass* MyClass::GetInstance() {
    return singleton;
}

void MyClass::Greet() {
    cout << "MyClass::Greet" << endl;
}

int main() {
    MyClass* singleton = MyClass::GetInstance();
    singleton->Greet();
    return 0;
}

静的メンバ定数

クラスの静的メンバ変数に const を付与すると、静的 static かつ値の不変なメンバを定義できます。static だけの場合と同様にコンパイル時に静的にメモリ領域が確保され、実行中はアドレスが一定です。こちらのページでは、グローバル変数に const を付与すると内部リンケージを持たせることができると記載しました。この場合の static と const の関係とは状況が異なりますので混同しないようにしてください。

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    static const int SIZE = 8;

private:
    int m_intarr[SIZE]; // 静的かつ定数なので配列サイズ指定に使用できる。
};

int main() {
    MyClass obj;
    cout << MyClass::SIZE << endl; //=> 8
    return 0;
}

メンバ定数 (参考)

静的メンバではありませんが、メンバ定数というものも定義できます。一般に const 定数は代入はできませんが初期化はできます。

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    MyClass(int intval);

public:
    void Show() const;

private:
    const int m_intval;
};

MyClass::MyClass(int intval) :
    m_intval(intval) // 初期化はできる
{
    // m_intval = intval * 2; // 代入はできない
}

void MyClass::Show() const {
    cout << m_intval << endl;
}

int main() {
    MyClass obj(1);
    obj.Show(); //=> 1
    return 0;
}