C++回顾之static用法总结、对象的存储，作用域与生存期

在C语言中，static的用法非常简单，只有两种：

(1)用于函数内部修饰变量，即函数内的静态变量。这种变量的生存期大于函数，使得函数具有一定的“状态”，使用静态变量的函数一般是不可重入的，也不是线程安全的。如strtok(3).

(2) 用在文件级别，函数体外，修饰变量或函数，表示该变量或函数只在本文件内可见。其它文件看不到也访问不到该变量或函数。

在C++中，保留了C的上面用法，除此以外，还有以下两种新用法：

(1) 用于修饰类的数据成员，即所谓的“静态成员”，这种数据成员的生存期大于类对象(实例)，静态数据成员是每个class有一份，普通数据成员是每个类对象(实例)有一份。

(2) 用于修饰类的成员函数，即所谓的“静态成员函数”，这种成员函数也只能访问静态成员和其它静态成员函数，不能访问非静态成员与非静态成员函数。

关于对象的作用域与生存期

需要明确一点的是，作用域与生存期在某些情况下是不一致的，它们并不等同。下面是存储器模型：

程序在存储器中按上述模型存放，它有代码段，数据段，堆和栈之分。代码段是只读的，数据段分为未初始化的数据段.bss(block started by symbol)和已初始化的数据段.data段。未初始化数据段.bss的特征是在可执行文件中不占空间，在运行时才分配空间，而.data段在编译期间就被初始化，在可执行文件中占据空间。

对于全局变量

如int a; 未被初始化，所以它存放在.bss段中

如int a = 100; 已初始化，故它存放在.data段中.

对于静态全局变量

如static int a; 未被初始化，它存放在.bss段中

如static int a = 100; 已初始化，故它存放在.data段中

对于静态局部变量

如下所示：

int main()
{
    ...
    {
        //下面a,b的作用域在{}内，生存期在整个程序的生存期之内
        static int a; //存储于.bss段中
        static int b = 100; //存储于data段中。
    }
}

对于全局对象与静态全局对象

如Test g(10); static Test g(10); 它们存放在data段中，但运行时，对象的构造函数都是先于main函数调用的，在main函数结束后自动调用析构函数销毁

对于局部对象

int main()
{
    ....
    Test t(10);//局部对象在栈上创建，生存期在main块作用域范围之内，main结束后自动调用析构函数销毁
}

如果在以下情况，它将在{}作用域结束后就自动调用析构函数销毁

int main()
{
    ...
    {
        Test t(10);  //在栈上创建，作用域在{}
    }//退出{}后就自动销毁对象
}

对于静态局部对象

如下:

int main()
{
    ...
    {
        //均存储在data段中，作用域在{}之内，生存期在整个main结束后才自动调用析构函数销毁。
        static Test t(100); 
        
        static Test t2;
    }
}

对于堆上的对象

如下:

int main()
{
    ...
    {
        Test *t3 = new Test(20); //堆上创建的对象，即使跳出作用域{}也不能自动调用析构函数来释放对象。可见作用域与生存期是不同的。作用域仅仅是对象的可见范围。
        delete *t3; //主动析构。
    }
}

总而言之，静态全局对象，全局对象，静态局部对象都存储在data段中，静态全局对象与全局对象先于main函数调用构造函数，但它们三个都在main结束后自动调用析构函数销毁对象。堆上对象创建于堆，离开作用域范围后依旧不会自动销毁，需要手动销毁对象。局部对象创建于栈上，离开作用域后自动销毁。只有全局的普通变量才区分.bss段与.data段，未被初始化的全局变量存放在.bss段中，初始化的全局变量存放在data段中，全局变量作用域在整个程序的生命周期。局部变量在栈上创建，作用域在局部。另外切记，作用域与生存期有时并不等同。

C++回顾之static用法总结、对象的存储，作用域与生存期

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