为什么我们必须定义一个在类中初始化的const静态成员

Question

我们知道，可以在类结构中初始化整数const静态成员。这在初始化后在类结构中使用常量时很有用。例如，它可以用作int的大小阵列。 请查看以下代码：

class MyClass{
static const int num = 100;
int elems[num];
...
};

但我们仍然需要在类定义之外定义成员 num ：

const int MyClass::num;

我不知道为什么我们要这样做。 有人能告诉我为什么吗？ 非常感谢。

另外，我写了以下代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass{
public:
MyClass()
{
    cout << "instruct class MyClass!" << endl;
}
static const int num = 100;
int elems[num];
};

//const int MyClass::num;

int main()
{
MyClass a;
const int *b = &(a.num);
cout << "&(a.num): " << &(a.num) << endl;
cout << "a.num: " << a.num << endl;
cout << "*b: " << *b << endl;
}

它在Visual Studio 2008上运行良好：

但是我删除了在类外定义成员 num 的代码。

我很困惑。有人能为我解释一下吗？

Answer 1

类中的初始化主要用于获取常量表达式。为此，只有价值才重要。获取对象的地址或将其绑定到引用后，编译器也需要该对象的位置。这实际上是定义提供的内容。

Answer 2

只有在代码获取地址时，才需要在cpp文件中定义类外的静态常量num。这称为类外定义。
如果您的代码未使用num的地址，那么类内初始化就可以正常工作了。

理由：

Bjarne states：

  

“C ++要求每个对象都有一个唯一的定义。如果C ++允许将需要作为对象存储在内存中的实体的类内定义，那么该规则就会被破坏。”

请注意，只有static const个整数可以被视为编译时常量。编译器知道整数值不会随时改变，因此它可以应用自己的魔法并应用优化，编译器只是内联这样的类成员，即它们不再存储在内存中，因为需要存储在内存中被删除，它给这些变量提供了Bjarne提到的上述规则的例外。

即使static const整数值可以具有类内初始化，也不允许获取此类变量的地址。如果（并且仅当）它具有类外定义，则可以获取静态成员的地址，因为编译器需要将它们放在内存中。