Question

c++语言中类中的静态数据成员为什么必须在类体外初始化?

书上的一道例题让我们尝试删除初始化语句，或者将它写在主函数里，可是这样都无法运行，这样做发生错误的本质原因是什么？

Answer 1

可以通过以下几个例子更形象的说明这个问题：
//test.cpp

#include <stdio.h>
class A {
public:
static int a; //声明但未定义
};
int main() {
printf("%d", A::a);
return 0;
}

编译以上代码会出现“对‘A::a’未定义的引用”错误。这是因为静态成员变量a未定义，也就是还没有分配内存，显然是不可以访问的。
再看如下例子：
//test.cpp

#include <stdio.h>
class A {
public:
static int a; //声明但未定义
};
int A::a = 3; //定义了静态成员变量，同时初始化。也可以写"int A:a;"，即不给初值，同样可以通过编译
int main() {
printf("%d", A::a);
return 0;
}

这样就对了，因为给a分配了内存，所以可以访问静态成员变量a了。
因为类中的静态成员变量仅仅是声明，暂时不需分配内存，所以我们甚至可以这样写代码：
//a.cpp

class B; //这里我们使用前置声明，完全不知道B是什么样子
class A {
public:
static B bb;//声明了一个类型为B的静态成员，在这里编译器并未给bb分配内存。
//因为仅仅是声明bb,所以编译器并不需要知道B是什么样子以及要给其对应的对象分配多大的空间。
//所以使用前置声明"class B"就可以保证编译通过。
};

使用命令"g++ -c -o a.o a.cpp"通过编译。
对于类来说，new一个类对象不仅会分配内存，同时会调用构造函数进行初始化，所以类对象的定义和初始化总是关联在一起。

Answer 2

静态成员属于全局变量，是所有实例化以后的对象所共享的，而成员的初始化你可以想象成向系统申请内存存储数据的过程，显然这种共有对象必须提前申请好，而不是由某个实例化的对象来操纵的。

Answer 3

静态成员本质上是全局的，类的所有对象共享，不单属于某个对象，不能放到构造函数中初始化，简单一点，这种初始化方式你可以认为是C++的语法规定，死记硬背就行了

Answer 4

因为 ，你在类中初始化，不一定能够初始化得了。（为了确保能初始化，还是写在外面）
你在类中初始化，无非就是放在构造函数里面。 当我们用类定义对象的时候，肯定要调用构造函数，它也就顺便初始化话了。
但是，你人算不如天算，若有人故意找事，偏不用类调用对象，而是通过 类名：：静态变量 的方式 访问静态变量，这时你就访问到了一个未初始化的变量，这是编译器所不允许的。
所以，由于类内不能完全初始化，所以还是类外初始化可靠，确保了初始化。
其实初始化虽然写在类外，其实他是属于类内的。
不然你初始化话私有的静态变量就访问不到，所以其实你说的类外，其实就是类内，只是写在了类外而已。