C++ delete之静态变量问题详解

来详细讲解一下“C++ delete之静态变量问题详解”。

什么是静态变量

静态变量是整个程序在运行期间都存在的一种类型的变量。这种变量的特点是，其内存空间在程序一开始执行时就已经被分配好了；而且这种变量不会随着函数的退出而销毁，除非整个进程结束或者显式地进行了销毁。

在C++中，静态变量分为两种：静态全局变量和静态成员变量。

静态全局变量

静态全局变量是指在函数外部定义的静态变量。这种变量的作用域为整个源程序，即整个程序都可以访问该变量。并且静态全局变量的默认值为0。

定义静态全局变量的方式如下：

static int count = 0;

销毁静态全局变量的方式同样很简单，只需要在整个代码退出时销毁即可。

静态成员变量

静态成员变量是指在类中定义的静态变量。这种变量与普通成员变量最大的区别就是，静态成员变量可以在类中被比所有的对象所共享。也就是说，无论你创建了多少个类的对象，静态成员变量只有一份，所有的对象都共享这个静态成员变量的值。

定义静态成员变量的方式如下：

class Test {
public:
    static int count;
};

int Test::count = 0;

在上面的代码中，我们定义了一个静态成员变量count，并初始化为0。需要注意的是，静态成员变量必须在类外部进行初始化。

如果我们想销毁一个静态成员变量，在代码退出时也是可以做到的。但需要注意的是，由于静态成员变量是所有对象所共享的，因此我们不能在析构函数中对其进行销毁。正确的方式是在程序退出时进行销毁，如下所示：

class Test {
public:
    static int count;
};

int Test::count = 0;

int main() {
    // do something...
    // destroy static member variable count
    return 0;
}

使用delete操作符时的静态变量问题

当我们使用delete操作符删除一个动态分配的对象时，delete操作符本身并不会销毁对象所占用的内存空间，而是会将该内存空间返回给操作系统。因此，如果我们在delete操作符后面再对同一个对象进行操作，就会发生未定义行为，可能导致程序崩溃。

需要注意的是，当我们在delete操作符后面对该对象的静态成员变量进行操作时，就会遇到一个问题：因为静态成员变量是所有对象共享的，所以当我们删除了一个对象之后，该对象占用的内存空间中的静态成员变量也会被删除，导致后续对该静态成员变量的操作都会发生未定义行为。

这个问题的解决方法很简单，我们只需要在类中定义一个静态函数，用来销毁静态成员变量：

class Test {
public:
    static int count;

    static void Destroy() {
        count = 0;
    }
};

int Test::count = 0;

在上述的代码中，我们定义了一个静态函数Destroy，用来销毁静态成员变量count。在delete操作符之前，我们可以调用该函数对静态成员变量进行销毁操作，以确保程序正常运行。

下面的示例代码展示了如何使用delete操作符以及销毁静态成员变量：

#include <iostream>

class Test {
public:
    Test() { std::cout << "Test constructor" << std::endl; }
    ~Test() { std::cout << "Test destructor" << std::endl; }

    static int count;
    static void Destroy() {
        count = 0;
    }
};

int Test::count = 0;

int main() {
    Test *pTest = new Test();
    Test::count++;
    delete pTest;

    // try to use class static member directly will causes unknown behavior
    // int temp = Test::count;

    Test::Destroy(); // destroy static member after delete object
    int temp = Test::count; // use class static member after destroy
    std::cout << "Test::count is " << temp << std::endl;

    return 0;
}

在上述代码中，我们先创建了一个Test对象，之后使用delete操作符将其删除。接着，我们尝试直接对Test::count进行操作，发现会产生未定义行为。但当我们调用Test::Destroy方法对静态成员变量进行销毁之后，再对Test::count进行操作就不会再出现问题。

总之，在使用delete操作符时，我们需要注意静态成员变量的问题，尤其是当我们要在删除对象之后对静态成员变量再进行操作时，一定要注意先进行销毁再进行操作。