C++中的static关键字

一、static关键字的使用范围

    static关键字可用于修饰全局变量、函数内的局部变量、类内的成员变量普通函数、类内的成员函数。

二、在类外使用static关键字

2.1static修饰变量

    下面将从以下几个方面来分析在变量上使用static关键字前后的差异:1.存储区域;2.初始值;3.作用域;4.生命周期。

图2.1.1 对比图

    可以看到普通全局变量与带static关键字的全局变量的主要区别就是:普通全局变量可以供外部使用,而带static关键字的全局变量只能在定义它的文件内使用。

    局部变量中所存在的区别就是:默认初始值为0、存储区域的不同->生命周期不同。

2.2static修饰函数

    普通函数的定义和声明在默认的情况下是extern的,也就是说在其他的文件中是可见的;而静态函数只在声明它的文件中可见,不能被其他文件所有。

三、在类内使用static关键字

3.1在成员变量中使用static关键字

    普通的成员变量存储区域就是在堆区或栈区;而static关键字修饰的成员变量存储在全局区;

    普通的成员变量不一定需要初始化;而静态成员变量需要初始化,且初始化必须在类外部的全局区,因为在类中使用了static关键字的变量,只是被声明了,还未被定义,需要在外部的全局区进行定义。

    普通的成员变量在该类的实例化对象当中都独有一份;而静态成员变量的是该类的所有实例化对象共享,如果是public的静态成员变量,还能通过::作用域运算符进行访问。

    普通成员变量的生命周期相当于就是某个实例化对象的生命周期;而静态成员变量的生命周期是程序启动时分配,程序结束时被释放。

3.2在成员函数中使用static关键字

    静态成员函数与普通成员函数的区别主要在以下几点:

    1.this是一个指针,是类类型的指针常量(*const),即不能改变指针的值,在类的成员函数的参数列表中,隐含着一个this指针形参,一般情况下,会将调用成员函数的某个对象的首地址传入。在成员函数中传入this指针,函数体内才能明白到底操作的是具体哪个对象的成员变量。
    普通的成员函数的参数列表中是默认有一个隐含的this指针的,所以普通的成员函数可以访问类的普通成员变量、函数以及静态成员变量、函数;而静态成员函数的参数列表中不包含这个this指针,所以不能通过静态成员函数访问类内的普通成员变量、函数,只能访问类的静态成员变量、函数(由于静态的共享性,不需要this指针即可访问)。
    2.由于静态成员函数不涉及this指针,也就不需要具体的对象,所以可以直接通过类名加作用域符直接进行调用(public);而普通的成员函数是不行的。

图3.2.1 静态与普通成员函数对比

四、参考资料

C++成员函数隐含的形参——this指针

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