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C++中的static关键字

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在类中的做用。

1、面向过程设计中的static

一、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。咱们先举一个静态全局变量的例子，以下：

 1 #include<iostream>  
 2 using namespace std;  
 3   
 4 static int n;  //定义静态全局变量  
 5   
 6 void fn()  
 7 {  
 8     n++;  
 9     cout<<n<<endl;  
10 }  
11   
12 int main(void)  
13 {  
14     n = 20;  
15     cout<<n<<endl;  
16     fn();  
17     return 0;  
18 }  

 

• 静态全局变量有如下特色：

• 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（自动变量的值是随机的，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，而在文件以外是不可见的；　

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，在内存中的分布状况以下图：

代码区

全局数据区

堆区

栈区

　　通常程序的由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。自动变量通常会随着函数的退出而释放空间，静态数据（即便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由于函数的退出而释放空间。细心的读者可能会发现，Example 1中的代码中将

[cpp]  static int n;  //定义静态全局变量  

改成

[cpp]  int n;  //定义全局变量  

程序照样正常运行。

的确，定义全局变量就能够实现变量在文件中的共享，但定义静态全局变量还有如下好处：

       静态全局变量不能被其它文件所用；

       其它文件中能够定义相同名字的变量，不会发生冲突；

您能够将上述示例代码改成以下：

[cpp]  //File1  

•   
• using namespace std;  
• void fn();  
• staticint//定义静态全局变量  
• intvoid{  
•     cout<<n<<endl;  
•     return 0;  
•   
•   
• #include<iostream>  
• usingnamespace  
• externint  
• void{  
•     cout<<n<<endl;  
• 编译并运行这个程序，您就会发现上述代码能够分别经过编译，但运行时出现错误。试着将

[cpp]  static int n;  //定义静态全局变量  

改成

[cpp]  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。

二、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。

咱们先举一个静态局部变量的例子，以下：

[cpp]  #include<iostream>  

• usingnamespace  
• void  
• intvoid{  
•     fn();  
•     return 0;  
•   
• void{  
• staticint    cout<<n<<endl;  
• }  

一般，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。

　　但有时候咱们须要在两次调用之间对变量的值进行保存。一般的想法是定义一个全局变量来实现。但这样一来，变量已经再也不属于函数自己了，再也不仅受函数的控制，给程序的维护带来不便。

　　静态局部变量正好能够解决这个问题。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。

静态局部变量有如下特色：

    （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时被首次初始化，即之后的函数调用再也不进行初始化；

    （3）静态局部变量通常在声明处初始化，若是没有显式初始化，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。但其做用域为局部做用域，当定义它的函数或语句块结束时，其做用域随之结束；

三、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一样，它只能在声明它的文件当中可见，不能被其它文件使用。

静态函数的例子：

[cpp]  #include<iostream>  

• usingnamespace  
• staticvoid//声明静态函数  
• intvoid{  
•     return 0;  
•   
• void//定义静态函数{  
• int    cout<<n<<endl;  
• 定义静态函数的好处：

       静态函数不能被其它文件所用；

       其它文件中能够定义相同名字的函数，不会发生冲突；

2、面向对象的static关键字（类中的static关键字）

一、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。

[cpp]  #include<iostream>  

• usingnamespace  
• class{  
• private    int a , b , c;  
• staticint//声明静态数据成员public:  
• intintint    void GetSum();  
•   
• int//定义并初始化静态数据成员  
• intintint{  
• this    this->b = b;  
• this    sum += a+b+c;  
• void Myclass::GetSum()  
•     cout<<"sum="<<sum<<endl;  
•   
• intvoid{  
•     M.GetSum();  
•     N.GetSum();  
•     return 0;  
• 能够看出，静态数据成员有如下特色：

• 对于非静态数据成员，每一个类对象都有本身的拷贝。而静态数据成员被看成是类的成员。不管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，由该类型的全部对象共享访问。也就是说，静态数据成员是该类的全部对象所共有的。对该类的多个对象来讲，静态数据成员只分配一次内存，供全部对象共用。因此，静态数据成员的值对每一个对象都是同样的，它的值能够更新；
• 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，因此不能在类声明中定义。在Example 5中，语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员；
• 静态数据成员和普通数据成员同样听从public,protected,private访问规则；
• 由于静态数据成员在全局数据区分配内存，属于本类的全部对象共享，因此，它不属于特定的类对象，在没有产生类对象时其做用域就可见，即在没有产生类的实例时，咱们就能够操做它；
• 静态数据成员初始化与通常数据成员初始化不一样。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：

＜类对象名＞.＜静态数据成员名＞ 或 ＜类类型名＞::＜静态数据成员名＞

若是静态数据成员的访问权限容许的话（即public的成员），可在程序中，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。好比对于一个存款类，每一个实例的利息都是相同的。因此，应该把利息设为存款类的静态数据成员。这有两个好处，第一，无论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，因此节省存储空间。第二，一旦利息须要改变时，只要改变一次，则全部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点：

1. 静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，所以不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性；
2. 能够实现信息隐藏。静态数据成员能够是private成员，而全局变量不能；

二、静态成员函数

　　与静态数据成员同样，咱们也能够建立一个静态成员函数，它为类的所有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同样，都是类的内部实现，属于类定义的一部分。普通的成员函数通常都隐含了一个this指针，this指针指向类的对象自己，由于普通成员函数老是具体的属于某个类的具体对象的。一般状况下，this是缺省的。如函数fn()其实是this->fn()。可是与普通函数相比，静态成员函数因为不是与任何的对象相联系，所以它不具备this指针。从这个意义上讲，它没法访问属于类对象的非静态数据成员，也没法访问非静态成员函数，它只能调用其他的静态成员函数。下面举个静态成员函数的例子。

[cpp]  #include<iostream>  

• usingnamespace  
• class{  
• private    int a , b , c;  
• staticint//声明静态数据成员public:  
• intintint    static void GetSum();  //声明静态成员函数  
•   
• int//定义并初始化静态数据成员  
• intintint{  
• this    this->b = b;  
• this    sum += a+b+c;    //非静态成员函数能够访问静态数据成员  
• void Myclass::GetSum()    //静态成员函数的实现  
•     //cout<<a<<endl;    //错误代码，a是非静态数据成员  
• "sum="}  
• int main(void)  
•     Myclass M(1 , 2 , 3);  
•     Myclass N(4 , 5 , 6);  
•     Myclass::GetSum();  
• return}  

关于静态成员函数，能够总结为如下几点：

• 出如今类体外的函数定义不能指定关键字static；
• 静态成员之间能够相互访问，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；
• 非静态成员函数能够任意地访问静态成员函数和静态数据成员；
• 静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员；
• 因为没有this指针的额外开销，所以静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少量的增加；
• 调用静态成员函数，能够用成员访问操做符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数，也能够直接使用以下格式：

＜类名＞::＜静态成员函数名＞（＜参数表＞）

调用类的静态成员函数。