static 멤버

static 멤버

1. static의 특성

static은 변수와 함수의 생명 주기(life cycle)와 사용 범위(scope)를 지정하는 4가지 방식(storage class) 중 하나로서, static으로 선언된 변수와 함수의 생명 주기와 사용 범위는 다음과 같은 특징을 가진다.

- 생명 주기: 프로그램이 시작할 때 생성되고 프로그램이 종료할 때 소멸

- 사용 범위: 변수나 함수가 선언된 범위 내에서 사용. 전역(global) 혹은 지역(local)으로 구분

C++에서 클래스 멤버 변수와 멤버 함수를 포함하여 모든 변수와 함수는 static 지정자로 선언 가능하다.

non-static 멤버는 각 객체마다 별도로 생성되므로 인스턴스(instance) 멤버라고 부르며, static 멤버는 클래스 당 하나만 생기고 모든 객체들이 공유하므로 클래스(class) 멤버라고도 부른다.

2. static 멤버 선언

멤버를 static으로 선언하려면 멤버 함수나 멤버 변수의 선언문 앞에 static 지정자를 붙이면 된다. 모든 멤버들이 static으로 선언될 수 있으며, static 멤버들은 private, public, protected 등 어떤 접근 지정도 가능하다.

i.e.

class Person {

public:

double money;

void addMoney(int money) {

this->money += money;

}

static int sharedMoney;

static void addShared(int n) {

sharedMoney += n;

}

};

int Person::sharedMoney = 10; //sharedMoney를 10으로 초기화

- static 멤버 변수는 외부에 전역(global) 변수로 선언되어야 한다.

static 멤버 변수는 변수의 공간을 할당받는 선언문이 추가적으로 필요하다. 이 선언문은 클래스 바깥의 전역 공간에 선언되어야 한다. 위의 예시에서 "int Person::sharedMoney = 10;"라는 문장이 바로 이것이다. 이 선언문으로 초기화를 해주지 않으면 링크 오류가 발생한다. 컴파일 오류는 생기지 않지만, 실행 파일을 만들기 위해 빌드를 하는 과정인 링킹에서 링크 오류가 발생한다. 따라서, 컴파일 오류가 난다고 기억하면 안 될 것이다.

3. static 멤버 사용

1) 객체의 멤버로 접근하는 방법

static 멤버는 객체 이름이나 객체 포인터를 이용하여 보통 멤버와 동일하게 다루면 된다. 일반적인 형식은 다음과 같다.

객체.static멤버

객체포인터->static멤버

2) 클래스명과 범위지정 연산자(::)로 접근

- 사용 방법

static 멤버는 클래스 당 하나만 존재하므로 클래스의 이름으로도 접근할 수 있다. 다음과 같이 클래스 이름과 static 멤버 사이에 범위 지정 연산자(::)를 사용하여 static 멤버를 접근한다.

클래스명::static멤버

Person 클래스명으로 static 멤버를 접근하는 예를 들면 다음과 같다.

i.e.

Person::sharedMoney = 200; //클래스명으로 접근

Person::addShared(200); //클래스명으로 접근

객체 이름으로 sharedMoney와 addShared() 멤버를 접근하는 코드는 다음과 같이 Person 클래스명으로 바로 접근할 수 있다.

i.e.

Person p1;

Personp2;

p1.sharedMoney = 200; //Person::sharedMoney = 200 과 같다.

p2.sharedMoney = 300; //Person::sharedMoney = 300 과 같다.

그러나, non-static 멤버는 클래스명으로 접근할 수 없다. non-static 멤버는 각 객체에 종속되기 때문에 클래스에 종속적인 static 멤버처럼 사용할 수는 없다.

4. static의 활용

static은 다음과 같은 목적으로 활용된다.

- 전역 변수나 전역 함수를 클래스에 캡슐화

객체 지향 언어에서 추구하는 핵심 가치가 캡슐화이다. 전역 함수나 전역 변수를 없애고 모든 함수나 변수를 클래스 안에 선언하도록 한다. 같은 객체 지향 언어인 Java는 100% 캡슐화하지만, C++는 전역 변수와 전역 함수를 사용하는 C 언어와의 호환성 때문에, 100% 캡슐화하지 못한다.

- 객체 사이에 공유 변수를 만들고자 할 때

static 멤버는 클래스의 모든 인스턴스(객체)들이 공유하는 변수나 함수를 만들고자 할 때 사용된다.

5. static 멤버 함수의 특징

- static 멤버 함수는 오직 static 멤버들만 접근

static 멤버 함수는 오직 static 멤버 변수에 접근하거나 static 멤버 함수만 호출할 수 있다. static 멤버 함수는 객체가 생성되지 않은 어떤 시점에서도 호출될 수 있고, 클래스 이름으로 직접 호출될 수 있기 때문에, static 멤버 함수에서 non-static 멤버에 접근하는 것은 허용되지 않는다.

그러나 반대로 non-static 멤버 함수는 static 멤버를 접근하는데 전혀 제약이 없다.

- static 멤버 함수는 this를 사용할 수 없다.

static 멤버 함수는 객체가 생기기 전부터 호출 가능하므로, static 멤버 함수에서 this를 사용할 수 없도록 제약한다. 만약 static 멤버 함수 내에서 this를 사용할 경우, 컴파일 오류가 발생하게 된다.