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C++ 成员变量与成员函数归属知识卡片

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1. 成员变量归属

类型	归属	存储位置	访问方式	生命周期	是否影响 sizeof(obj)
非静态成员变量	对象（实例）	对象内存	obj.member	随对象创建/销毁	是
静态成员变量	类	全局数据区	ClassName::member	程序启动/结束时	否

关键点：

• 非静态成员变量每个对象独立一份，静态成员变量全局共享一份。

• 静态成员变量需在类外单独定义（如 int ClassName::member = 0;）。

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2. 成员函数归属

类型	归属	this 指针	访问权限	调用方式
非静态成员函数	逻辑属于类，调用依赖对象	有（指向当前对象）	可访问所有成员（静态+非静态）	obj.func()
静态成员函数	完全属于类	无	仅能访问静态成员	ClassName::func()

关键点：

• 非静态成员函数通过隐式 this 指针区分不同对象，代码在内存中仅存一份。

• 静态成员函数无 this，不能访问非静态成员。

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3. this 指针详解

• 作用：隐式指向当前调用对象的地址，实现成员函数操作不同对象的数据。

• 底层转换：

  // 源码
  obj.func(); → 编译器转换为 func(&obj); 

• 特性：

  • 在 const 成员函数中为 const ClassName* const 类型。

  • 可为 nullptr（但解引用会导致未定义行为）。

• 与对象关系：每个对象调用非静态成员函数时自动绑定自己的 this。

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4. 综合对比

特性	非静态成员变量	静态成员变量	非静态成员函数	静态成员函数
归属层级	对象	类	类（但依赖对象调用）	类
内存分配	每对象一份	全局唯一	代码共享，this 绑定对象	代码共享
访问依赖实例？	是	否	是	否
典型用途	对象独有状态（如年龄）	类共享数据（如计数器）	操作对象数据（如 get/set）	工具函数（如 Math::sqrt()）

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5. 核心总结

1. 成员变量：

   • 非静态 → 对象级别，独立存储。

   • 静态 → 类级别，全局共享。

2. 成员函数：

   • 非静态 → 需对象调用，隐含 this。

   • 静态 → 类直接调用，无 this。

3. this 指针：

   • 是非静态成员函数区分不同对象的核心机制。

   • 静态函数、友元函数均无 this。

设计哲学：通过 this 和 static 关键字，C++ 高效实现了对象独立性与代码复用的平衡。