【C++基础之一】静态变量的分配空间与LNK2001错误

今天写一个单例类，在使用静态变量的时候发现了一个之前没有注意到的问题，这里总结并记录一下。

先看这个单例类：

Singleton.h#pragma onceclass CSingleton{public:~CSingleton(void);static CSingleton* getSingleton();int a;private:CSingleton(void); static CSingleton* m_Singleton;};

Singleton.cpp#include "StdAfx.h"#include "Singleton.h"CSingleton::CSingleton(void){a=3;}CSingleton::~CSingleton(void){if(m_Singleton!=NULL){delete m_Singleton;}}CSingleton* CSingleton::getSingleton(){if (m_Singleton==NULL){m_Singleton=new CSingleton;}return m_Singleton;}

main.cpp#include "stdafx.h"#include "Singleton.h"int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){std::cout<<CSingleton::getSingleton()->a;return 0;}

运行之，出现了一个链接错误。如下：

1>Singleton.obj : error LNK2001: 无法解析的外部符号 "private: static class CSingleton * CSingleton::m_Singleton" (?m_Singleton@CSingleton@@0PAV1@A)
1>D:\Microsoft Visual Studio 9.0\Projects\TestCpp\Debug\TestCpp.exe : fatal error LNK1120: 1 个无法解析的外部命令

很尴尬的错误，编译的错误容易找出，但是链接的错误就尴尬了。特别是LNK2001的原因更是五花八门啊。不过还是可以看出是m_Singleton这个地方出现了问题，这是一个静态变量。

了解一下static变量的作用和内部机制就知道为什么会出现这个错误了。

作用：

static是用以控制变量的可见性和存储方式。我们知道，栈上的变量在函数结束后自动释放，而如果分配在堆上又不方便进行控制，如果定义一个全局变量会完全暴露，破坏了它的访问范围，而静态变量可以维持在一定范围内可见。

内部机制：

1.static变量是服务于整个类，而非某一个对象，因此它要求在程序的一开始就已经存在，而不管有没有创建属于该类的对象，因为函数是在程序的运行中被调用的，所以静态变量不能在函数中进行分配空间和初始化。

2.这样一来，它可以进行分配空间就有三个可能的地方，一是作为类的外部接口的头文件，那里有类声明；二是类定义的内部实现，那里有类的成员函数定义；三是应用程序的main（）函数前的全局数据声明和定义处。

3.因为类的头文件声明只对变量进行声明，而不会分配空间，所以不能在类的头文件中进行定义。

4.如果在类的头文件声明外进行定义，可能别的类在进行引用时会出现重复定义。

5.静态变量存储在程序的静态存储区上。

6.这里有个例外，如果成员变量是静态常量类型的整数类（如int，char，bool），可以直接在声明中初始化，而无需定义。（From Effective C++）

解决方法

那么，由此我们就可以知道，LINK2001的问题就是m_Singleton没有分配空间。

因此只要在CSingleton.cpp外进行静态变量的定义就可以了。

CSingleton.cpp修改如下，编译链接运行正常。

#include "StdAfx.h"#include "Singleton.h"CSingleton* CSingleton::m_Singleton=NULL;//为静态变量m_Singleton分配空间CSingleton::CSingleton(void){a=3;}CSingleton::~CSingleton(void){if(m_Singleton!=NULL){delete m_Singleton;}}CSingleton* CSingleton::getSingleton(){if (m_Singleton==NULL){m_Singleton=new CSingleton;}return m_Singleton;}