C++の静的データメンバ（staticメンバ変数）とは？仕組みと使い方を実例で解説

静的データメンバとは

静的データメンバ（staticデータメンバ）とは、staticキーワードを使って宣言されるクラスのメンバです。クラスから生成されるオブジェクトの数に関わらず、静的データメンバの実体はクラス内にただ一つだけ存在します。これは、すべてのオブジェクトがこの静的データメンバを共有しているためです。また、最初のクラスオブジェクトが生成されるタイミングで、静的データメンバは自動的にゼロで初期化されます。

この特性を活かすと、「生成されたオブジェクトの総数」のように、クラス全体で共通して管理したい値を持つことができます。

静的データメンバの宣言構文

静的データメンバは、次のような構文で宣言します。

static data_type data_member_name;

上記の構文において、staticは静的メンバであることを示すキーワードです。data_typeにはintやfloatなどC++の任意のデータ型を指定し、data_member_nameにはそのデータメンバに付ける名前を記述します。

なお、クラス内で宣言した静的データメンバは、クラスの外側で「int Student::objectCount = 0;」のようにスコープ解決演算子（::）を使って定義・初期化する必要がある点にも注意してください。

C++の静的データメンバのサンプルプログラム

ここでは、静的データメンバを使って生成されたオブジェクトの個数をカウントするプログラムを紹介します。

コード例

#include <iostream>
#include<string.h>

using namespace std;
class Student {
    private:
    int rollNo;
    char name[10];
    int marks;
    public:
    static int objectCount;
    Student() {
        objectCount++;
    }

    void getdata() {
        cout << "Enter roll number: "<<endl;
        cin >> rollNo;
        cout << "Enter name: "<<endl;
        cin >> name;
        cout << "Enter marks: "<<endl;
        cin >> marks;
    }

    void putdata() {
        cout<<"Roll Number = "<< rollNo <<endl;
        cout<<"Name = "<< name <<endl;
        cout<<"Marks = "<< marks <<endl;
        cout<<endl;
    }
};
int Student::objectCount = 0;
int main(void) {
    Student s1;
    s1.getdata();
    s1.putdata();
    Student s2;

    s2.getdata();
    s2.putdata();
    Student s3;

    s3.getdata();
    s3.putdata();
    cout << "Total objects created = " << Student::objectCount << endl;
    return 0;
}

実行結果

上記プログラムの出力は次の通りです。

Enter roll number: 1
Enter name: Mark
Enter marks: 78
Roll Number = 1
Name = Mark
Marks = 78

Enter roll number: 2
Enter name: Nancy
Enter marks: 55
Roll Number = 2
Name = Nancy
Marks = 55

Enter roll number: 3
Enter name: Susan
Enter marks: 90
Roll Number = 3
Name = Susan
Marks = 90
Total objects created = 3

プログラムの解説

このプログラムでは、Studentクラスが学生の出席番号（rollNo）、名前（name）、点数（marks）という3つのデータメンバを持っています。その中でobjectCountだけが静的データメンバであり、Studentクラスのオブジェクトが何個生成されたかを記録しています。

コンストラクタStudent()は、新しいオブジェクトが生成されるたびに呼び出され、そのたびにobjectCountを1ずつインクリメントします。これにより、オブジェクトの生成回数が自動的にカウントされる仕組みです。

クラス定義のポイント

クラスには、ユーザーからデータを入力するgetdata()と、入力されたデータを表示するputdata()という2つのメンバ関数が用意されています。該当するコード部分は以下の通りです。

class Student {
    private:
    int rollNo;
    char name[10];
    int marks;
    public:
    static int objectCount;
    Student() {
        objectCount++;
    }

    void getdata() {
        cout << "Enter roll number: "<<endl;
        cin >> rollNo;
        cout << "Enter name: "<<endl;
        cin >> name;
        cout << "Enter marks: "<<endl;
        cin >> marks;
    }

    void putdata() {
        cout<<"Roll Number = "<< rollNo <<endl;
        cout<<"Name = "<< name <<endl;
        cout<<"Marks = "<< marks <<endl;
        cout<<endl;
    }
};

main関数の処理の流れ

main()関数の中では、Studentクラスのオブジェクトとしてs1、s2、s3の3つを生成し、それぞれに対してgetdata()とputdata()を呼び出しています。最後に、objectCountの値を表示して、生成されたオブジェクトの総数を確認します。

int main(void) {
    Student s1;
    s1.getdata();
    s1.putdata();

    Student s2;
    s2.getdata();
    s2.putdata();

    Student s3;
    s3.getdata();
    s3.putdata();

    cout << "Total objects created = " << Student::objectCount << endl;

    return 0;
}

実行結果の最後にある「Total objects created = 3」という出力から、3つのオブジェクトが生成され、それが静的データメンバによって正しくカウントされていることが分かります。このように静的データメンバを使うことで、個々のオブジェクトに依存しないクラス全体で共有されるデータを簡単に扱えます。