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静态关键字详解

2024-08-11 02:39:01   222人阅读

1.c语言的static变量


在C语言中，static的字面意思很容易把我们导入歧途，其实它的作用有三条。
（1）先来介绍它的第一条也是最重要的一条：隐藏。
当我们同时编译多个文件时，所有未加static前缀的全局变量和函数都具有全局可见性。为理解这句话，我举例来说明。我们要同时编译两个源文件，一个是a.c，另一个是main.c。
下面是a.c的内容
char a = ‘A‘; // global variable
void msg()
{
printf("Hello\n");
}
下面是main.c的内容
int main(void)
{
extern char a; // extern variable must be declared before use
printf("%c ", a);
(void)msg();
return 0;
}
程序的运行结果是：
A Hello
你可能会问：为什么在a.c中定义的全局变量a和函数msg能在main.c中使用？前面说过，所有未加static前缀的全局变量和函数都具有全局可见性，其它的源文件也能访问。此例中，a是全局变量，msg是函数，并且都没有加static前缀，因此对于另外的源文件main.c是可见的。
如果加了static，就会对其它源文件隐藏。例如在a和msg的定义前加上static，main.c就看不到它们了。利用这一特性可以在不同的文件中定义同名函数和同名变量，而不必担心命名冲突。Static可以用作函数和变量的前缀，对于函数来讲，static的作用仅限于隐藏，而对于变量，static还有下面两个作用。
（2）static的第二个作用是保持变量内容的持久。存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化，也是唯一的一次初始化。共有两种变量存储在静态存储区：全局变量和static变量，只不过和全局变量比起来，static可以控制变量的可见范围，说到底static还是用来隐藏的。虽然这种用法不常见，但我还是举一个例子。
＃i nclude <stdio.h>
int fun(void){
static int count = 10; //事实上此赋值语句从来没有执行过
return count--;
}
int count = 1;
int main(void)
{
printf("global\t\tlocal static\n");
for(; count <= 10; ++count)
printf("%d\t\t%d\n", count, fun());
return 0;
}
程序的运行结果是：
global local static
1 10
2 9
3 8
4 7
5 6
6 5
7 4
8 3
9 2
10 1
（3）static的第三个作用是默认初始化为0。其实全局变量也具备这一属性，因为全局变量也存储在静态数据区。在静态数据区，内存中所有的字节默认值都是0x00，某些时候这一特点可以减少程序员的工作量。比如初始化一个稀疏矩阵，我们可以一个一个地把所有元素都置0，然后把不是0的几个元素赋值。如果定义成静态的，就省去了一开始置0的操作。再比如要把一个字符数组当字符串来用，但又觉得每次在字符数组末尾加&rsquo;\0&rsquo;太麻烦。如果把字符串定义成静态的，就省去了这个麻烦，因为那里本来就是&rsquo;\0&rsquo;。不妨做个小实验验证一下。
＃i nclude <stdio.h>
int a;
int main(void)
{
int i;
static char str[10];
printf("integer: %d; string: (begin)%s(end)", a, str);
return 0;
}
程序的运行结果如下
integer: 0; string: (begin)(end)
最后对static的三条作用做一句话总结。首先static的最主要功能是隐藏，其次因为static变量存放在静态存储区，所以它具备持久性和默认值0。

C++类成员static变量
　静态成员的提出是为了解决数据共享的问题。实现共享有许多方法，如：设置全局性的变量或对象是一种方法。但是，全局变量或对象是有局限性的。这一章里，我们主要讲述类的静态成员来实现数据的共享。

　　静态数据成员

　　在类中，静态成员可以实现多个对象之间的数据共享，并且使用静态数据成员还不会破坏隐藏的原则，即保证了安全性。因此，静态成员是类的所有对象中共享的成员，而不是某个对象的成员。

　　使用静态数据成员可以节省内存，因为它是所有对象所公有的，因此，对多个对象来说，静态数据成员只存储一处，供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样，但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次，保证所有对象存取更新后的相同的值，这样可以提高时间效率。

　　静态数据成员的使用方法和注意事项如下：

　　1、静态数据成员在定义或说明时前面加关键字static。

　　2、静态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如下：

　　　　<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>

　　这表明：

      　　(1) 初始化在类体外进行，而前面不加static，以免与一般静态变量或对象相混淆。

　　(2) 初始化时不加该成员的访问权限控制符private，public等。

　　(3) 初始化时使用作用域运算符来标明它所属类，因此，静态数据成员是类的成员，而不是对象的成员。

　　3、静态数据成员是静态存储的，它是静态生存期，必须对它进行初始化。

　　4、引用静态数据成员时，采用如下格式：

　　　<类名>::<静态成员名>

　　如果静态数据成员的访问权限允许的话(即public的成员)，可在程序中，按上述格式来引用静态数据成员。

　　下面举一例子，说明静态数据成员的应用：
#include<iostream>
using namespace std;
class Myclass
{
public:
Myclass(int a, int b, int c);
void GetNumber();
void GetSum();
private:
int A, B, C;
static int Sum;
};
int Myclass::Sum = 0;
Myclass::Myclass(int a, int b, int c)
{
A = a;
B = b;
C = c;
Sum = A + B + C;
}
void Myclass::GetNumber()
{
cout << "Number=" << A << "," << B << "," << C << endl;
}
void Myclass::GetSum()
{
cout << "Sum=" << Sum << endl;
}
int main()
{
Myclass M(3, 7, 10), N(14, 9, 11);
M.GetNumber();
N.GetNumber();
M.GetSum();

N.GetSum();
system("pause");
return 0;
}

　　从输出结果可以看到Sum的值对M对象和对N对象都是相等的。这是因为在初始化M对象时，将M对象的三个int型数据成员的值求和后赋给了Sum，于是Sum保存了该值。N对象的三个int型数据成员的值求和之后对Sum进行了更新，于是显示的Sum是更新之后的对象N 的三个整型数据之和。所以最后显示的值都是34.



类中static 成员函数
　静态成员函数

　　静态成员函数和静态数据成员一样，它们都属于类的静态成员，它们都不是对象成员。因此，对静态成员的引用不需要用对象名。

　　在静态成员函数的实现中不能直接引用类中说明的非静态成员，可以引用类中说明的静态成员。如果静态成员函数中要引用非静态成员时，可通过对象来引用。下面通过例子来说明这一点。

#include<iostream>
using namespace std;
class M
{
public:
M(int a){ A = a; B += a; }
static void f1(M m);
private:
int A;
static int B;
};
void M::f1(M m)
{
cout << "A=" << m.A << endl;
cout << "B=" << B << endl;
}
int M::B = 0;
int main()
{
M P(5), Q(10);
M::f1(P);
M::f1(Q);
system("pause");
return 0;
}

　　读者可以自行分析其结果。从中可看出，调用静态成员函数使用如下格式：

　　　<类名>::<静态成员函数名>(<参数表>);

 

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