C++之static关键字[转]-白红宇

C++之static关键字[转]

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发布时间：2019-05-27

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原文：

C++的static有两种用法：面向过程程序设计中的static和面向对象程序设计中的static。前者应用于普通变量和函数，不涉及类；后者主要说明static在类中的作用。

面向过程设计中的static

静态全局变量

在全局变量前，加上关键字static，该变量就被定义成为一个静态全局变量。我们先举一个静态全局变量的例子，如下：

#include 
   
    using namespace std;void fn();static int n; //定义静态全局变量void main() { 　　n=20; 　　cout<
    
     <

静态全局变量有以下特点：

该变量在全局数据区分配内存

未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0（局部变量的值是随机的，除非它被显式初始化）

静态全局变量在声明它的整个文件都是可见的，而在文件之外是不可见的

静态变量都在全局数据区分配内存，包括后面将要提到的静态局部变量。对于一个完整的程序，在内存中的分为代码区、全局数据区、堆区、栈区。

一般程序中由new产生的动态数据存放在堆区，函数内部的局部变量存放在栈区。局部变量一般会随着函数的退出而释放空间，静态数据（即使是函数内部的静态局部变量）也存放在全局数据区。全局数据区的数据并不会因为函数的退出而释放空间。上面的代码中将static int n; //定义静态全局变量改为int n; //定义全局变量。程序照样正常运行。的确，定义全局变量就可以实现变量在文件中的共享，但定义静态全局变量还有以下好处：

静态全局变量不能被其它文件所用

其它文件中可以定义相同名字的变量，不会发生冲突

您可以将上述示例代码改为如下：

//File1#include 
   
    using namespace std;void fn();static int n; //定义静态全局变量void main() { 　　n=20; 　　cout<
    
     <
     
      using namespace std;extern int n;void fn() {　　 n++; 　　cout<
      
       <

编译并运行，发现上述代码可以分别通过编译，但运行时出现错误。试着将static int n; //定义静态全局变量改为int n; //定义全局变量再次编译运行程序，细心体会全局变量和静态全局变量的区别。

静态局部变量

在局部变量前，加上关键字static，该变量就被定义成为一个静态局部变量。我们先举一个静态局部变量的例子，如下：

#include 
   
    using namespace std;void fn();void main() { 　　fn(); 　　fn(); 　　fn();}void fn() { 　　static n=10; 　　cout<
    
     <

通常，在函数体内定义了一个变量，每当程序运行到该语句时都会给该局部变量分配栈内存。但随着程序退出函数体，系统就会收回栈内存，局部变量也相应失效。但有时候我们需要在两次调用之间对变量的值进行保存。通常的想法是定义一个全局变量来实现。但这样一来，变量已经不再属于函数本身了，不再仅受函数的控制，给程序的维护带来不便。

静态局部变量正好可以解决这个问题。静态局部变量保存在全局数据区，而不是保存在栈中，每次的值保持到下一次调用，直到下次赋新值。

静态局部变量有以下特点：

该变量在全局数据区分配内存

~~静态局部变量在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化，即以后的函数调用不再进行初始化~~（此处原作者的说法并不准确，当初始值为常量时，静态局部变量保存在data段，其初始化发生在程序加载时，由系统对其进行初始化，并赋初始值，函数体内的赋初值操作并没有生成相应汇编代码，也就是说一次都没有被执行；当初始值为变量时，静态局部变量保存在bss段，在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化，即以后的函数调用不再进行初始化）

静态局部变量一般在声明处初始化，如果没有显式初始化，会被程序自动初始化为0

它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域，当定义它的函数或语句块结束时，其作用域随之结束

静态函数

在函数的返回类型前加上static关键字，函数即被定义为静态函数。静态函数与普通函数不同，它只能在声明它的文件当中可见，不能被其它文件使用。

#include 
   
    using namespace std;static void fn();  //声明静态函数void main() { 　　fn();}void fn() {        //定义静态函数 　　int n=10; 　　cout<
    
     <

定义静态函数的好处：

静态函数不能被其它文件所用

其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突

面向对象的static关键字（类中的static关键字）

静态数据成员

在类内数据成员的声明前加上关键字static，该数据成员就是类内的静态数据成员。先举一个静态数据成员的例子。

#include 
   
    using namespace std;class Myclass {public: 　　Myclass(int a,int b,int c); 　　void GetSum();private: 　　int a,b,c; 　　static int Sum;  //声明静态数据成员};int Myclass::Sum=0;  //定义并初始化静态数据成员Myclass::Myclass(int a,int b,int c) { 　　this->a=a; 　　this->b=b; 　　this->c=c; 　　Sum+=a+b+c;}void Myclass::GetSum() { 　　cout<<"Sum="<
    
     <

可以看出，静态数据成员有以下特点：

对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个，静态数据成员在程序中也只有一份拷贝，由该类型的所有对象共享访问。也就是说，静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说，静态数据成员只分配一次内存，供所有对象共用。所以，静态数据成员的值对每个对象都是一样的，它的值可以更新

静态数据成员存储在全局数据区。~~静态数据成员定义时要分配空间，所以不能在类声明中定义。~~（原作者此处说法并不准确，静态成员变量在类中仅仅是声明，没有定义，所以要在类的外面定义，实际上是给静态成员变量分配内存）在上面的代码中，语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员（补充，也可以不赋初值）

静态数据成员和普通数据成员一样遵从public，protected，private访问规则

因为静态数据成员在全局数据区分配内存，属于本类的所有对象共享，所以，它不属于特定的类对象，在没有产生类对象时其作用域就可见，即在没有产生类的实例时，我们就可以操作它

静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式为：


   <数据类型> 
    <类名>
     ::
     <静态数据成员名>
      =
      <值>

类的静态数据成员有两种访问形式，如果静态数据成员的访问权限允许的话（即public的成员），可在程序中按格式来引用静态数据成员


   <类对象名>
    .
    <静态数据成员名>
     // 或
     <类类型名>
      ::
      <静态数据成员名>

静态数据成员主要用在各个对象都有相同的某项属性的时候。比如对于一个存款类，每个实例的利息都是相同的。所以，应该把利息设为存款类的静态数据成员。这有两个好处：
- 不管定义多少个存款类对象，利息数据成员都共享分配在全局数据区的内存，所以节省存储空间
- 一旦利息需要改变时，只要改变一次，则所有存款类对象的利息全改变过来了

同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：
- 静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性
- 可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员，而全局变量不能

静态成员函数

与静态数据成员一样，我们也可以创建一个静态成员函数，它为类的全部服务而不是为某一个类的具体对象服务。静态成员函数与静态数据成员一样，都是类的内部实现，属于类定义的一部分。普通的成员函数一般都隐含了一个this指针，this指针指向类的对象本身，因为普通成员函数总是具体的属于某个类的具体对象的。通常情况下，this是缺省的。如函数fn()实际上是this->fn()。但是与普通函数相比，静态成员函数由于不是与任何的对象相联系，因此它不具有this指针。从这个意义上讲，在静态成员函数中无法访问属于类对象的非静态数据成员，也无法访问非静态成员函数，它只能调用其余的静态成员函数。下面举个静态成员函数的例子。

#include 
   
    using namespace std;class Myclass {public: 　　Myclass(int a,int b,int c); 　　static void GetSum();  //声明静态成员函数private: 　　int a,b,c;　　 static int Sum;        //声明静态数据成员};int Myclass::Sum=0;        //定义并初始化静态数据成员Myclass::Myclass(int a,int b,int c) { 　　this->a=a; 　　this->b=b; 　　this->c=c; 　　Sum+=a+b+c;          //非静态成员函数可以访问静态数据成员}void Myclass::GetSum() { //静态成员函数的实现　　// cout<
    <

关于静态成员函数，可以总结为以下几点：