クラスに静的メンバ変数を初期化する際の記述方法について（C++）

Question

現在C++を勉強中なのですが、なぜC++では静的メンバ変数を初期化する際にクラス定義部分ではなく、{}の外に記述する必要があるのでしょうか？例えばC#では定義部分で初期化することができた記憶があるので、何か都合が悪いことがあるとは思えないのです。
理屈を教えてください。

Answer 1

C++では宣言と定義が明確に分かれていてクラス定義内で書いた静的メンバ変数は宣言、外側で書くのは定義になります。

class MyClass
{
    static int value; // 宣言
};

int MyClass::value; // 定義

宣言は複数のソースコードで情報を共有するためのもので、定義は実体(変数そのもの)です。
分かれているのはC++が複数のソースコードを「個別に」オブジェクトファイルへコンパイルしてリンカが「１つの」プログラムへまとめ上げるという流れに由来します。
複数のオブジェクトファイルは宣言からMyClassにはvalueっていうint型の静的メンバ変数がある、という同じ情報を持つことで(実体はどこにあるかはわからないけど)同じものに対する処理として扱うことができますしリンカはまとめ上げることができます。しかし複数のオブジェクトファイルがそれぞれMyClass::valueの実体を含んでいたらリンカはどれが本物か判別できなくなってしまいます。
ですので、全く同じ宣言が複数あってもいいけど定義はどこかに1つ、という決まりがあります。

どのオブジェクトファイルに実体を持たせるかはプログラマの仕事なので、それを明示するためにクラス定義の外に静的メンバ変数の定義がプログラム中でただ1か所に必要になります。

C#ではクラス内に実体が含まれるのでリンクされるまで実体がどこにいるかわからない(いない/複数ある)ということがないのでこういった分ける記述が必要ありません。

Comments

[mentos109]

わかりやすい説明ありがとうございました。