C和C++的静态函数和静态变量

 

  1.C程序的静态变量和函数

引用自：https://blog.csdn.net/thanklife/article/details/78476737

做者：零点零一

 

C程序一直由下列部分组成：
1）正文段——CPU执行的机器指令部分；一个程序只有一个副本；只读，防止程序因为意外事故而修改自身指令；
2）初始化数据段（数据段）——在程序中全部赋了初值的全局变量，存放在这里。
3）非初始化数据段（bss段）——在程序中没有初始化的全局变量；内核将此段初始化为0。
4）栈——增加方向：自顶向下增加；自动变量以及每次函数调用时所须要保存的信息（返回地址；环境信息）。
5）堆——动态存储分。

在全局变量以前加上关键字static，全局变量就被定义成为一个全局静态变量。
1）内存中的位置：静态存储区（静态存储区在整个程序运行期间都存在）
2）初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显示初始化）
3）做用域：全局静态变量在声明他的文件以外是不可见的。准确地讲从定义之处开始到文件结尾。

好处：
定义全局静态变量的好处：
<1>不会被其余文件所访问，修改
<2>其余文件中可使用相同名字的变量，不会发生冲突。

局部静态变量
在局部变量以前加上关键字static，局部变量就被定义成为一个局部静态变量。
1）内存中的位置：静态存储区
2）初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显示初始化）
3）做用域：做用域仍为局部做用域，当定义它的函数或者语句块结束的时候，做用域随之结束。

注：当static用来修饰局部变量的时候，它就改变了局部变量的存储位置，从原来的栈中存放改成静态存储区。可是局部静态变量在离开做用域以后，并无被销毁，而是仍然驻留在内存当中，直到程序结束，只不过咱们不能再对他进行访问。
当static用来修饰全局变量的时候，它就改变了全局变量的做用域（在声明他的文件以外是不可见的），可是没有改变它的存放位置，仍是在静态存储区中。

3. 静态函数
在函数的返回类型前加上关键字static，函数就被定义成为静态函数。
函数的定义和声明默认状况下是extern的，但静态函数只是在声明他的文件当中可见，不能被其余文件所用。
定义静态函数的好处：
<1> 其余文件中能够定义相同名字的函数，不会发生冲突
<2> 静态函数不能被其余文件所用。 存储说明符auto，register，extern，static，对应两种存储期：自动存储期和静态存储期。 auto和register对应自动存储期。具备自动存储期的变量在进入声明该变量的程序块时被创建，它在该程序块活动时存在，退出该程序块时撤销。
关键字extern和static用来讲明具备静态存储期的变量和函数。用static声明的局部变量具备静态存储持续期（static storage duration），或静态范围（static extent）。虽然他的值在函数调用之间保持有效，可是其名字的可视性仍限制在其局部域内。静态局部对象在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化。
因为static变量的以上特性，可实现一些特定功能。
1． 统计次数功能
声明函数的一个局部变量，并设为static类型，做为一个计数器，这样函数每次被调用的时候就能够进行计数。这是统计函数被调用次数的最好的办法，由于这个变量是和函数息息相关的，而函数可能在多个不一样的地方被调用，因此从调用者的角度来统计比较困难。

  C语言中使用静态函数的好处：

静态函数会被自动分配在一个一直使用的存储区，直到退出应用程序实例，避免了调用函数时压栈出栈，速度快不少。
关键字“static”，译成中文就是“静态的”，因此内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的做用域仅局限于本文件。 使用内部函数的好处是：不一样的人编写不一样的函数时，不用担忧本身定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，由于同名也没有关系。
c语言中static的语义1.static变量:1).局部a.静态局部变量在函数内定义,生存期为整个源程序，但做用域与自动变量相同，只能在定义该变量的函数内使用。退出该函数后， 尽管该变量还继续存在，但不能使用它。b.对基本类型的静态局部变量若在说明时未赋以初值，则系统自动赋予0值。而对自动变量不赋初值，则其值是不定的。2).全局全局变量自己就是静态存储方式， 静态全局变量固然也是静态存储方式。可是他们的做用域，非静态全局 变量的做用域是整个源程序（多个源文件能够共同使用）； 而静态全局变量则限制了其做用域， 即只在定义该变量的源文件内有效， 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。2.static函数（也叫内部函数）只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用。区别于通常的非静态函数（外部函数） static在c里面能够用来修饰变量，也能够用来修饰函数。 先看用来修饰变量的时候。变量在c里面可分为存在全局数据区、栈和堆里。其实咱们平时所说的堆栈是栈而不包含对，不要弄混。

2.C++程序的静态变量和函数

2.1 静态成员函数

（1）静态成员函数一般用于处理类的静态成员变量。实际上，对于类的成员函数来讲，若是它不能访问类的任何非静态成员，则应该将该函数变成静态成员函数。

（2）对静态成员函数的调用，一般经过使用做用域解析运算符将函数名称链接到类名来完成。若是已经定义了类的对象，那么静态成员函数也能够经过使用点运算符将它们的名称链接到对象来调用。

（3）this 指针不能在静态成员函数中使用，由于静态成员函数不是经过它们所属类的任何实例调用的。并且，静态成员函数除非指定该成员属于哪一个实例，不然不能访问其类的实例成员。例如，来看如下类定义语句：

class StatAccess

{

private:

　　int x;

public:

　　static void output()

　　{

　　　　cout << x; //对非静态成员的不正确访问

　　}

　　StatAccess(int x) { this->x = x; }

};

在语句 cout<<x 中试图访问 x 是不正确的，由于它等于隐式使用 this 指针，而这是静态函数 output 所不具备的。相反，在如下修改过的同一个类的示例中，静态成员函数 print 正确地访问了非静态成员 x，由于它使用了传递给它的类对象的名称做为形参来限定它。

class StatAccess

{

private:

　　int x;

public:

　　static void print(StatAccess a)

　　{

　　　　cout << a.x;

　　}

　　StatAccess(int x) { this->x = x; }

};

静态成员函数的一个优势是能够在任何类的实例被建立以前调用它们，这使得它们能够用来执行复杂的初始化任务，这些任务必须在建立类的对象以前完成。

C++ 使用关键字 Static 来描述静态类成员函数。要理解其中原委，能够看一看实例与静态类成员之间的区别。类的每一个对象都有它本身的实例成员的副本，可是全部的对象都共享相同的静态成员。

与此类似的是，每次调用函数都有其本身的非静态局部变量的副本，可是全部的函数调用都共享相同的静态局部变量。

• 　对象与对象之间的成员变量是相互独立的。要想共用数据，则须要使用静态成员和静态方法。
• 　只要在类中声明静态成员变量，即便不定义对象，也能够为静态成员变量分配空间，进而可使用静态成员变量。（由于静态成员变量在对象建立以前就已经被分配了内存空间）