static用法详解

一. 面向过程程序设计

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：
　　

//Example 1
　　#include <iostream.h>
　　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;
　　}

静态全局变量有如下特色：

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（ 在函数体内声明的自动变量的值是随机的，除非它被显式初始化，而在函数体外被声明的自动变量也会被初始化为0）；
3. 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；
4. 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 //low address
全局数据区
堆区
栈区 //high address

　　通常程序把新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
　　static int n; //定义静态全局变量
　　改成
　　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：　　

//Example 2//File1
　　#include <iostream.h>
　　void fn();
　　static int n; //定义静态全局变量
　　void main()
　　{ n=20;
　　cout<<n<<endl;
　　fn();
　　}
　　//File2
　　#include <iostream.h>
　　extern int n;
　　void fn()
　　{ n++;
　　cout<<n<<endl;
　　}

　　编译并运行Example 2，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
　　static int n; //定义静态全局变量
　　改成
　　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。
注意：全局变量和全局静态变量的区别
　　1）全局变量是不显式用static修饰的全局变量，但全局变量默认是动态的，做用域是整个工程，在一个文件内定义的全局变量，在另外一个文件中，经过extern 全局变量名的声明，就可使用全局变量。
　　2）全局静态变量是显式用static修饰的全局变量，做用域是所在的文件，其余的文件即便用extern声明也不能使用。
　　

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：　　

//Example 3
　　#include <iostream.h>
　　void fn();
　　void main()
　　{ fn();
　　fn();
　　fn();
　　}
　　void fn()
　　{ static int n=10;
　　cout<<n<<endl;
　　n++;
　　}

　运行结果：

　  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：　

//Example 4
　#include <iostream.h>
　static void fn();//声明静态函数
　void main()
　{
　fn();
　}
　void fn()//定义静态函数
　{ int n=10;
　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；

 

 

二. 面向对象程序设计
（类中的static关键字）

公共静态数据成员可被类的外部访问，保护或私有静态数据成员只可被类的内部访问。

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。

//Example 5
#include <iostream.h>
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
};
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="<<Sum<<endl;
}
void main()
{ Myclass M(1,2,3);
M.GetSum();
Myclass N(4,5,6);
N.GetSum();
M.GetSum();}

 

运行结果：

能够看出，静态数据成员有如下特色：

1. 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；
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，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；
3. 静态数据成员和普通数据成员同样听从public,protected,private访问规则；
4. 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：

• 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； 　　
• 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。
　　

//Example 6
　　#include <iostream.h>
　　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
　　};
　　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
　　cout<<"Sum="<<Sum<<endl;
　　}
　　void main()
　　{ Myclass M(1,2,3);
　　M.GetSum();
　　Myclass N(4,5,6);
　　N.GetSum();
　　Myclass::GetSum();
　　}

关于静态成员函数，能够总结为如下几点：

1. 出如今类体外的函数定义不能指定关键字static；
2. 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；
3. 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；
4. 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； 　　
5. 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。
做用
　　static静态变量声明符。 在声明它的程序块，子程序块或函数内部有效，值保持，在整个程序期间分配存储器空间，编译器默认值0。
　　是C++中很经常使用的修饰符，它被用来控制变量的存储方式和可见性。

为何要引入static？
　　函数内部定义的变量，在程序执行到它的定义处时，编译器为它在栈上分配空间，你们知道，函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉，（注意：在栈上分配的空间会在函数执行后结束）这样就产生 了一个问题: 若是想将函数中此变量的值保存至下一次调用时，如何实现？ 最容易想到的方法是定义一个全局的变量，但定义为一个全局变量有许多缺点，最明显的缺点是破坏了此变量的访问范围（使得在此函数中定义的变量，不只仅受此 函数控制）。

何时用static？
　　须要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部，对外不可见。

static的内部机制
　　静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。由于函数在程序运行中被调用，因此静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。
　　这样，它的空间分配有三个可能的地方，一是做为类的外部接口的头文件，那里有类声明；二是类定义的内部实现，那里有类的成员函数定义；三是应用程序的main（）函数前的全局数据声明和定义处。
　　静态数据成员要实际地分配空间，故不能在类的声明中定义（只能声明数据成员）。类声明只声明一个类的“尺寸和规格”，并不进行实际的内存分配，因此在 类声明中写成定义是错误的。它也不能在头文件中类声明的外部定义，由于那会形成在多个使用该类的源文件中，对其重复定义。
　　static被引入以告知编译器，将变量存储在程序的静态存储区而非栈上空间，静态
　　数据成员按定义出现的前后顺序依次初始化，注意静态成员嵌套时，要保证所嵌套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。

static的优点
　　能够节省内存，由于它是全部对象所公有的，所以，对多个对象来讲，静态数据成员只存储一处，供全部对象共用。静态数据成员的值对每一个对象都是同样，但它的值是能够更新的。只要对静态数据成员的值更新一次，保证全部对象存取更新后的相同的值，这样能够提升时间效率。

应用格式
　　引用静态数据成员时，采用以下格式：
　　<类名>::<静态成员名>
　　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。
注意事项
　　(1)类的静态成员函数是属于整个类而非类的对象，因此它没有this指针，这就致使了它仅能访问类的静态数据和静态成员函数。
　　(2)不能将静态成员函数定义为虚函数。
　　(3)因为静态成员声明于类中，操做于其外，因此对其取地址操做，就多少有些特殊，变量地址是指向其数据类型的指针 ，函数地址类型是一个“nonmember函数指针”。
　　(4)因为静态成员函数没有this指针，因此就差很少等同于nonmember函数，结果就产生了一个意想不到的好处：成为一个callback函数，使得咱们得以将C++和C-based X Window系统结合，同时也成功的应用于线程函数身上。
　　(5)static并无增长程序的时空开销，相反她还缩短了子类对父类静态成员的访问时间，节省了子类的内存空间。
　　(6)静态数据成员在<定义或说明>时前面加关键字static。
　　(7)静态数据成员是静态存储的，因此必须对它进行初始化。
　　(8)静态成员初始化与通常数据成员初始化不一样:

• 　　初始化在类体外进行，而前面不加static，以避免与通常静态变量或对象相混淆；
• 　　初始化时不加该成员的访问权限控制符private，public等；
• 　　初始化时使用做用域运算符来标明它所属类；

　　因此咱们得出静态数据成员初始化的格式：

　　<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>
　　

      (9)为了防止父类的影响，能够在子类定义一个与父类相同的静态变量，以屏蔽父类的影响。这里有一点须要注意：咱们说静态成员为父类和子类共享，但我 们有重复定义了静态成员，这会不会引发错误呢？不会，咱们的编译器采用了一种绝妙的手法：name-mangling 用以生成惟一的标志。在各通讯公司的笔试面试中常常出现的考题就是static的做用及功能。

C中的static函数
分类
　　static 函数内部函数和外部函数
　　当一个源程序由多个源文件组成时，C语言根据函数可否被其它源文件中的函数调用，将函数分为内部函数和外部函数。
内部函数
　　（又称静态函数）
　　若是在一个源文件中定义的函数，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，这种函数称为内部函数。
　　定义一个内部函数，只需在函数类型前再加一个“static”关键字便可，以下所示：
　　static 函数类型 函数名(函数参数表)
　　{……}
　　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。
外部函数
　　外部函数的定义：在定义函数时，若是没有加关键字“static”，或冠以关键字“extern”，表示此函数是外部函数：
　　[extern] 函数类型 函数名(函数参数表)
　　{……}
　　调用外部函数时，须要对其进行说明：
　　[extern] 函数类型 函数名(参数类型表)[，函数名2(参数类型表2)……]；
　　[案例]外部函数应用。
　　（1）文件mainf.c
　　main()
　　{ extern void input(…),process(…),output(…);
　　input(…); process(…); output(…);
　　}
　　（2）文件subf1.c
　　……
　　extern void input(……) /*定义外部函数*/
　　{……}
　　（3）文件subf2.c
　　……
　　extern void process(……) /*定义外部 函数*/
　　{……}
　　（4）文件subf3.c
　　……
　　extern void output(……) /*定义外部函数*/
　　{……}

JAVA中的static

做用
　　有时你但愿定义一个类成员，使它的使用彻底独立于该类的任何对象。一般状况下，类成员必须经过它的类的对象访问，可是能够建立这样一个成员，它可以被 它本身使用，而没必要引用特定的实例。在成员的声明前面加上关键字static(静态的)就能建立这样的成员。若是一个成员被声明为static，它就可以 在它的类的任何对象建立以前被访问，而没必要引用任何对象。你能够将方法和变量都声明为static。static 成员的最多见的例子是main( ) 。由于在程序开始执行时必须调用main() ，因此它被声明为static。
　　声明为static的变量称为静态变量或类变量。能够直接经过类名引用静态变量，也能够经过实例名来引用静态变量，但最好采用前者，由于后者容易混淆静态变量和通常变量。静态变量是跟类相关联的，类的全部实例共同拥有一个静态变量。
　　声明为static的方法称为静态方法或类方法。静态方法能够直接调用静态方法，访问静态变量，可是不能直接访问实例变量和实例方法。静态方法中不能使用this关键字，由于静态方法不属于任何一个实例。静态方法不能被子类的静态方法覆盖。
举例
　　若是你须要经过计算来初始化你的static变量，你能够声明一个static块，Static 块仅在该类被加载时执行一次。下面的例子显示的类有一个static方法，一些static变量，以及一个static 初始化块：　　

// Demonstrate static variables，methods，and blocks.
　　class UseStatic {
　　static int a = 3;
　　static int b;
　　static void meth(int x) {
　　System.out.println("x = " + x);
　　System.out.println("a = " + a);
　　System.out.println("b = " + b);
　　}
　　static {
　　System.out.println("Static block initialized.");
　　b = a * 4;
　　}
　　public static void main(String args[]) {
　　meth(42);
　　}
　　}

　 　一旦UseStatic 类被装载，全部的static语句被运行。首先，a被设置为3，接着static 块执行(打印一条消息)，最后，b被初始化为a*4 或12。而后调用main()，main() 调用meth() ，把值42传递给x。3个println ( ) 语句引用两个static变量a和b，以及局部变量x 。
　　注意：在一个static 方法中引用任何实例变量都是非法的。
　　下面是该程序的输出：
　　Static block initialized.
　　x = 42
　　a = 3

　　b = 12

 

1.要使用静态数据成员必须在main()程序运行以前分配空间和初始化。使用静态成员函数，能够再实际建立任何对象以前初始化专有的静态数据成员。静态成员不与类的任何特定对象相关联。
2.静态的static一词与静态存储类的static是两个概念，一个论及类，一个论及内存空间的位置以及做用域限定。因此要区分静态对象和静态成员。