浅谈:C/C++中的关键字--static

  • 关键字static在C/C++中应用广泛,其主要有三个作用:
    (1)修饰变量
    (2)修饰函数
    (3)修饰数据成员/成员函数
    其中前两个是面向过程语言中static的应用,即C语言,后一种是面向对象语言中static的应用,即C++。下面我们一起来学习学习吧!

一、修饰变量

变量可以分为局部变量和全局变量,但是无论是什么变量,只要被static修饰,它们都存在与全局区(静态区)。

1.静态全局变量

特点:

  • 作用域仅限于变量被定义的文件中,其它文件即使使用extern声明也没法使用被static修饰的变量,即:不能被其它文件使用;
  • 由于上面的特别,因此定义静态全局变量也有一个好处是:其它文件中可以定义相同名字的变量,不会发生冲突。
  • 准确来说,从static修饰的全局变量的作用域是从定义之处开始,直到文件尾结束,在定义之处前面的那些代码是使用不了的,要想使用就得在前面加上extern***。这样做是有点麻烦,我们可以一开始就定义一个静态全局变量;
  • 该变量分配在内存的全局区;
  • 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);
2.静态局部变量

(1)引入

通常,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,不再仅受函数的制,给程序的维护带来不便。静态局部变量正好可以解决这个问题。

(2)特点:

  • 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,直到下次赋值。;
  • 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,即以后的函数调用不再进行初始化;
  • 静态局部变量一般在声明处初始化,如果没有显式初始化,会被程序自动初始化为0;
  • 它始终驻留在全局数据区,直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域,当定义它的函数或语句块结束时,其作用域随之结束,但该变量随程序结束。

我们来看个例子:

static int j;
void fun1(void)
{
    static int i = 0;
    i++;
}
void fun2(void)
{
    j = 0;
    j++;
}

int main()
{
    for (int k = 0; k < 10; k++)
    {
        int i = 0;
        fun1();
        fun2();
    }
    return 0;
}

运行结果:i=10;j=1
原因就是刚才上面提到的,j是静态全局变量,每一次调用都会被初始化成0。

这里写图片描述

二、修饰函数

static修饰函数时,和修饰变量不同,不再指存储方式,而指的是作用域的问题。即:该函数的作用域仅局限于本文件(又称内部文件),不能被其它文件使用。

#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有:

  • 静态函数不能被其它文件所用;
  • 其它文件中可以定义相同名字的函数,不会发生冲突。

三、修饰数据成员/成员函数

1.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。

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;
}

静态数据成员的特点:

  • 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,静态数据成员只分配一次内存,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;
  • 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。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; ;
  • 静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则;
  • 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>
    • 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;

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它全局名字冲突的可能性;
2. 可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员,而全局变量不能。

2.静态成员函数

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。静态成员函数由于不是与任何的对象相联系,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,也无法访问非静态成员函数,它只能调用其余的静态成员函数。

静态成员函数有以下特点:

  • 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;
  • 非静态成员函数可以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;
  • 由于没有this指针的额外开销,因此静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少许的增长;
  • 出现在类外的函数定义不能指定关键字static;
  • 调用静态成员函数,可以用成员访问操作符(.)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,也可以直接使用如下格式:
    <类名>::<静态成员函数名>(<参数表>)
    调用类的静态成员函数。

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