C++のメンバー関数における静的変数の仕組みと使い方を実例で解説

C++では、メンバー関数の中でもstaticキーワードを使って静的変数（static変数）を宣言できます。静的変数にはいくつか重要な特徴があります。

メンバー関数内の静的変数の特徴

• メモリ上の領域が割り当てられるのはプログラム実行中に1回だけであり、その領域はプログラム全体の終了まで保持されます。
• プログラム全体を見ても、その変数の実体（コピー）はただ1つしか存在しません。
• 明示的に初期化しない場合、整数型などの静的変数は自動的に0で初期化されます。
• オブジェクトごとに値が作られるのではなく、すべてのオブジェクト間で同じ変数が共有されます。

以下は、C++のメンバー関数内で静的変数を使う例を示すサンプルプログラムです。

サンプルコード

#include <iostream>
using namespace std;
class Base {
    public :
    int func() {
        static int a;
        static int b = 12;
        cout << "The default value of static variable a is: " << a;
        cout << "\nThe value of static variable b is: " << b;
    }
};
int main() {
    Base b;
    b.func();
    return 0;
}

実行結果

このプログラムを実行すると、次のような出力が得られます。

The default value of static variable a is: 0
The value of static variable b is: 12

プログラムの解説

まず、クラスBaseのメンバー関数func()の中で、2つの静的変数aとbを宣言しています。aは明示的な初期化を行っていないためデフォルト値の0となり、bは12という値で初期化されています。そして、これらの値がcoutによって画面に表示されます。

該当するコード部分は以下の通りです。

class Base {
    public :
    int func() {
        static int a;
        static int b = 12;
        cout << "The default value of static variable a is: " << a;
        cout << "\nThe value of static variable b is: " << b;
    }
};

続いて、main()関数では、クラスBaseのオブジェクトbを生成し、そのメンバー関数func()を呼び出しています。該当するコード部分は以下の通りです。

int main() {
    Base b;
    b.func();
    return 0;
}

補足：呼び出し間で値が保持される

メンバー関数内の静的変数は、関数が終了しても値が破棄されず、次回以降の呼び出し時にも前回の値が引き継がれます。例えば、func()内でstatic int count = 0;としてcount++;を行うようにすれば、何度呼び出されても通算のカウントを記録できるため、関数の呼び出し回数の管理などに活用できます。これはローカル変数とは大きく異なる点であり、ローカル変数は関数を抜けるたびに破棄されるためです。