C++未实例化类时静态成员初始化时机及内存分配相关疑问

问题1：没有实例化类对象，类是如何完成初始化的？ #

首先纠正你之前的认知误区：类的静态成员初始化和类是否实例化没有任何关系。
你提到的“静态成员在首个对象创建时初始化为0”是错误的：类静态成员本质是受类作用域限制的全局变量，它的存储位于全局数据区，只要你在类外完成了静态成员的定义（也就是你代码里的int base::base_i = 5;这类语句），它就会在main函数执行之前的程序启动阶段完成初始化，完全不需要依赖类实例的创建。
另外类本身是类型定义，编译期就已经确定了内存布局等所有信息，不存在运行时“类初始化”的概念，只有类的实例、类的静态成员会涉及运行时初始化。

问题2：base_i和derived_i什么时候被赋值为指定值？ #

你的猜测不成立。这两个静态成员的赋值（实际是初始化）早在main函数执行前就完成了：你在类外写的int base::base_i = 5;和int derived::derived_i = 3;就是静态成员的显式初始化语句，程序加载完成后还没进入main函数的时候，这两个变量的值就已经是5和3了。你在addClasses里访问它们的时候只是读取已有的值，不是那时候才赋值。

问题3：访问静态成员时会不会为其他类成员分配内存？ #

不会。非静态成员变量（比如示例中的newVar）是属于类实例的，只有当你创建类的对象时，才会在栈/堆上为对应对象的非静态成员分配内存。你全程没有创建任何base或derived的实例，所以永远不会为newVar分配内存。
静态成员和非静态成员的内存分配完全独立，访问静态成员不会触发任何和类实例相关的内存分配行为。

你提供的代码最终输出为8，运行逻辑完全符合上述规则，可正常编译运行：

#include <iostream>

class base
{
private:
    static int base_i;
    float newVar;
public:
    friend int addClasses();
};

int base::base_i = 5;

class derived : private base
{
private:
    static int derived_i;
public:
    friend int addClasses();
};

int derived::derived_i = 3;

int addClasses()
{
    return derived::derived_i + derived::base_i;
}

int main()
{
    std::cout<<addClasses()<<std::endl;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者rosxnb