c++中static的用法详解

C 语言的 static 关键字有三种（具体来讲是两种）用途：

1. 静态局部变量：用于函数体内部修饰变量，这种变量的生存期长于该函数。

int foo(){
    static int i = 1; // note:1
    //int i = 1;  // note:2
    i += 1;
    return i;
}

要明白这个用法，咱们首先要了解c/c++的内存分布，以及static所在的区间。

对于一个完整的程序，在内存中的分布状况以下图：　 
1.栈区： 由编译器自动分配释放，像局部变量，函数参数，都是在栈区。会随着做用于退出而释放空间。
3.堆区：程序员分配并释放的区域，像malloc(c),new(c++) 
3.全局数据区(静态区)：全局变量和静态便令的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另外一块区域。程序结束释放。
4.代码区

因此上面note:1的static是在全局数据区分配的,那么它存在的意思是什么？又是何时初始化的呢？

首先回答第一个问题：它存在的意义就是随着第一次函数的调用而初始化，却不随着函数的调用结束而销毁(若是把以上的note:1换成note:2,那么i就是在栈区分配了，会随着foo的调用结束而释放)。
那么第二个问题也就浮出水面了，它是在第一次调用进入note:1的时候初始化（当初面试被坑过，我竟然说是一开始就初始化了，汗！！）。且只初始化一次，也就是你第二次调用foo(),不会继续初始化，而会直接跳过。

那么它跟定义一个全局变量有什么区别呢，一样是初始化一次，连续调用foo()的结果是同样的，可是，使用全局变量的话，变量就不属于函数自己了，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。

那么咱们总结一下，静态局部变量的特色（括号内为note:2,也就是局部变量的对比）：
（1）该变量在全局数据区分配内存(局部变量在栈区分配内存);
（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(局部变量每次函数调用都会被初始化);
（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(局部变量不会被初始化);
（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，也就是不能在函数体外面使用它(局部变量在栈区，在函数结束后当即释放内存);

2.静态全局变量：定义在函数体外，用于修饰全局变量，表示该变量只在本文件可见。

static int i = 1;  //note:3
//int i = 1;  //note:4
 
 
int foo()
{
    i += 1;
    return i;
}

note:3和note:4有什么差别呢？你调用foo(),不管调用几回，他们的结果都是同样的。也就是说在本文件内调用他们是彻底相同的。那么他们的区别是什么呢？
文件隔离！

假设我有一个文件a.c,咱们再新建一个b.c,内容以下。

//file a.c
 
//static int n = 15;  //note:5
int n = 15;  //note:6
 
//file b.c
#include <stdio.h>
 
extern int n;
 
void fn()
{
    n++;
    printf("after: %d\n",n);
}
 
 
void main()
{
    printf("before: %d\n",n);
    fn();
}

咱们先使用note:6,也就是非静态全局变量，发现输出为:
before: 15
after: 16

也就是咱们的b.c经过extern使用了a.c定义的全局变量。
那么咱们改为使用note:5,也就是使用静态全局变量呢？
gcc a.c b.c -o output.out

会出现相似undeference to "n"的报错，它是找不到n的，由于static进行了文件隔离，你是没办法访问a.c定义的静态全局变量的，固然你用 #include "a.c",那就不同了。

以上咱们就能够得出静态全局变量的特色：

静态全局变量不能被其它文件所用(全局变量能够);
其它文件中能够定义相同名字的变量，不会发生冲突(天然了，由于static隔离了文件，其它文件使用相同的名字的变量，也跟它不要紧了);

3.静态函数：准确的说，静态函数跟静态全局变量的做用相似：

//file a.c
#include <stdio.h>
 
 
void fn()
{
    printf("this is non-static func in a");
}
 
 
//file b.c
#include <stdio.h>
 
 
extern void fn();  //咱们用extern声明其余文件的fn(),供本文件使用。
 
 
void main()
{
    fn();
}

能够正常输出：this is non-static func in a。
当给void fn()加上static的关键字以后呢？ undefined reference to "fn".

因此，静态函数的好处跟静态全局变量的好处就相似了：
1.静态函数不能被其它文件所用;
2.其它文件中能够定义相同名字的函数，不会发生冲突;

上面一共说了三种用法，为何说准确来讲是两种呢？
1.一种是修饰变量，一种是修饰函数，因此说是两种（这种解释很少）。
2.静态全局变量和修饰静态函数的做用是同样的，通常合并为一种。（这是比较多的分法）。

C++ 语言的 static 关键字有二种用途：
固然以上的几种，也能够用在c++中。还有额外的两种用法：

1.静态数据成员：用于修饰 class 的数据成员，即所谓“静态成员”。这种数据成员的生存期大于 class 的对象（实体 instance）。静态数据成员是每一个 class 有一份，普通数据成员是每一个 instance 有一份，所以静态数据成员也叫作类变量，而普通数据成员也叫作实例变量。

#include<iostream>
 
 
using namespace std;
 
 
class Rectangle
{
private:
    int m_w,m_h;
    static int s_sum;
    
public:
    Rectangle(int w,int h)
    {
        this->m_w = w;
        this->m_h = h;
        s_sum += (this->m_w * this->m_h);
    }
 
 
    void GetSum()
    {
        cout<<"sum = "<<s_sum<<endl;
    }
 
 
};
 
 
int Rectangle::s_sum = 0;  //初始化
 
 
 
 
int main()
{
    cout<<"sizeof(Rectangle)="<<sizeof(Rectangle)<<endl;
    Rectangle *rect1 = new Rectangle(3,4);
    rect1->GetSum();
    cout<<"sizeof(rect1)="<<sizeof(*rect1)<<endl;
    Rectangle rect2(2,3);
    rect2.GetSum();
    cout<<"sizeof(rect2)="<<sizeof(rect2)<<endl;
    
    system("pause");
    return 0;
}

结果以下：

sizeof<Rectangle>=8

sum=12

sizeof<rect1>=8

sum=18

sizeof<rect2>=8

由图可知：sizeof(Rectangle)=8bytes=sizeof(m_w)+sizeof(m_h)。也就是说 static 并不占用Rectangle的内存空间。
那么static在哪里分配内存的呢？是的，全局数据区(静态区)。
再看看GetSum()，第一次12=3*4，第二次18=12+2*3。由此可得，static只会被初始化一次，于实例无关。
结论：

对于非静态数据成员，每一个类对象(实例)都有本身的拷贝。而静态数据成员被看成是类的成员，由该类型的全部对象共享访问,对该类的多个对象来讲，静态数据成员只分配一次内存。
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。

也就是说，你每new一个Rectangle，并不会为static int s_sum的构建一分内存拷贝，它是无论你new了多少Rectangle的实例，由于它只与类Rectangle挂钩，而跟你每个Rectangle的对象不要紧。

二、静态成员函数：用于修饰 class 的成员函数。
咱们对上面的例子稍加改动：

#include<iostream>
 
 
using namespace std;
 
 
class Rectangle
{
private:
    int m_w,m_h;
    static int s_sum;
    
public:
    Rectangle(int w,int h)
    {
        this->m_w = w;
        this->m_h = h;
        s_sum += (this->m_w * this->m_h);
    }
 
 
    static void GetSum()  //这里加上static
    {
        cout<<"sum = "<<s_sum<<endl;
    }
 
 
};
 
 
int Rectangle::s_sum = 0;  //初始化
 
 
 
 
int main()
{
    cout<<"sizeof(Rectangle)="<<sizeof(Rectangle)<<endl;
    Rectangle *rect1 = new Rectangle(3,4);
    rect1->GetSum();
    cout<<"sizeof(rect1)="<<sizeof(*rect1)<<endl;
    Rectangle rect2(2,3);
    rect2.GetSum();  //能够用对象名.函数名访问
    cout<<"sizeof(rect2)="<<sizeof(rect2)<<endl;
    Rectangle::GetSum();  //也能够能够用类名::函数名访问
 
 
    system("pause");
    return 0;
}

上面注释可见:对GetSum()加上static，使它变成一个静态成员函数，能够用类名::函数名进行访问。
那么静态成员函数有特色呢？
1.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;
2.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;
3.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;
4.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,也能够用类名::函数名调用(由于他原本就是属于类的，用类名调用很正常)

前三点实际上是一点：静态成员函数不能访问非静态(包括成员函数和数据成员)，可是非静态能够访问静态，有点晕吗？不要紧，我给你个解释， 由于静态是属于类的，它是不知道你建立了10个仍是100个对象，因此它对你对象的函数或者数据是一无所知的，因此它没办法调用，而反过来，你建立的对象是对类一清二楚的(否则你怎么从它那里实例化呢)，因此你是能够调用类函数和类成员的，就像无论GetSum是否是static，均可以调用static的s_sum同样。  ————————————————  原文连接：https://blog.csdn.net/majianfei1023/article/details/45290467