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.
一. 面向过程涉及中的 static
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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.
<pre>
// Example 1
.#include <--->
void fn();
static int n; // 定义静态全局变量
void main() {
n = 20;
cout << n << endl;
fn();
}
void fn() {
n++;
cout << n << endl;
}
</pre>
注意:
静态全局变量有以下特点:
1 . 该变量在全局数据区分配内存;
2 . 未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0(自动变量的值是随机的, 除非被显示的初始化);
3 . 静态变量在声明它的整个文件都是可见的, 而在文件外是不可见的;
4 . 静态变量全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, 在内存中的分布情况如下:一般程序的由 new 产生的动态数据存放在堆区, 函数内部的自动变量存放在栈区. 自动变量一般会随着函数的退出而释放空间, 静态数据(几时是函数内部的静态局部变量)也会存放在全局数据区. 全局数据区的数据并不会因为函数的退出而释放空间.
屏幕快照 2017-05-10 09.44.44.png
2 . 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.
<pre>
// Example 2
.#include <—>
void fn();
void main() {
fn();
fn();
fn();
}
void fn() {
static int n = 10;
n++;
cout << n << endl;
}
</pre>
通常, 在函数体内定义了一个变量, 每当程序运行到该语句是都会给该局部变量分配内存. 但随着程序退出函数体, 系统就会收回栈区内存, 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, 不再受函数的控制, 给程序的维护带来不便.
静态局部变量正好解决这个问题. 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:
1. 该变量在全局数据区分配内存;
2. 静态局部变量在程序执行到该对象的声明处被首次初始化, 即以后的函数调用不再进行初始化;
3. 静态局部变量一般在声明处初始化, 如果没有显示初始化, 会被程序自动初始化为0;
4. 它始终驻留在全局数据区, 直到程序运行结束. 但其作用域作为局部作用域, 当定义它的函数或语句块结束时, 其作用域随之结束.
3 . 静态函数
在函数的返回类型前加上 static, 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, 不能被其他文件使用.
<pre>
// Example 3
.#include <—>
static vooid fn(); // 声明静态函数
void main() {
fn();
}
void fn() {
int n = 10;
cout << n << endl;
}
</pre>
定义静态函数的好处:
1 . 静态函数不能被其他文件使用;
2 . 其他文件中可以定义相同名字的函数, 不会发生冲突;
二 . 面向对象的 static(类中的 static)
-
静态数据成员
在类的内部数据成员的声明前加上 static, 该数据成员就是类的静态数据成员.
<pre>
// Example 4
.#include <>
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
};
// class.cpp file
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 << endl;
}
// main.cpp file
void main() {
MyClass m(1, 2, 3);
m.GetSum();MyClass N(4, 5, 6);
N.GetSum();
m.GetSum();
}
</pre>
静态数据成员有以下特点:
1 . 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做类的成员. 无论这个类的对象呗定义多少个, 数据静态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, 静态数据成员值分配一次内存, 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;
2 . 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.
3 . 静态数据成员和普通数据成员一样遵从 public, private, protected 的访问规则;
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.
静态数据成员有两种访问形式:
<类对象名>.<静态数据成员>
<类类型名>::<静态数据成员>
如果静态数据成员的访问权限允许的话, 在程序中, 按上述格式来引用静态数据成员;
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, 应该吧利息设为存款类的静态数据成员. 这有两个好处, 第一, 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. 第二, 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都改变过来了;
同全局变量相比, 使用静态数据成员有两个优势:
1. 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他全局名字冲突的可能性;
2. 可以实现信息的隐蔽. 静态数据成员可以是 private 成员, 而1全局变量不能;;
2 . 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作为某个类的具体对象服务. 静态成员函数与静态数据成员一样, 都是泪的内部实现, 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 指针指向类的对象的本身, 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联系, 因此它不具有 this 指针. 从这个意义上讲,它无法访问属于类对象的非静态数据成员, 也无法访问飞静态成员函数, 它只能调用其余的静态成员函数.
<pre>
// Example 6
.#include <>
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
};
// cpp file
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() {
cout << “sum:” << sum << endl;
}
// main file
voin main() {
MyClass M(1, 2, 3);
M.GetSum();
MyClass N(4, 5, 6);
N.GetSum();
MyClass::GetSum();
}
</pre>
关于静态成员函数:
1. 出现在类体外的函数定义不能指定 static;
2. 静态成员之间可以相互访问, 包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数;
3. 非静态成员函数可以任意的访问静态成员函数和静态数据成员;
4. 静态成员函数不能访问非静态的成员函数和静态数据成员;
5. 由于没有 this 指针的额外开销, 隐藏静态成员函数与类的全局函数相比速度上少许的增长;
6. 调用静态成员函数, 可以用成员访问符(.)和(->)作为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数, 也可以直接使用类类型直接地调用.
<类类型>::<静态成员函数>
