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static在C和C++里各代表什么含义

2024-08-16 14:36:45   219人阅读

转自：http://blog.csdn.net/wanglongfei_hust/article/details/10011503


static关键字有三种使用方式，其中前两种只指在C语言中使用，第三种在C++中使用。


1. 局部静态变量（C)

2. 外部静态变量/函数（C)

3. 静态数据成员/成员函数（C++）


一、 局部静态变量

局部变量按照存储形式可以分为三种，分别是auto、static、register。

与auto类型（普通）局部变量相比，static有三点不同：

1. 存储空间分配不同

       auto类型分配在栈上，属于动态存储类别，占动态存储空间，函数调用结束后自动释放；

       static类型分配在静态存储区，在程序整个运行期间都不释放；

       两者作用域相同，但是生存期不同。

2. static局部变量在初次运行时进行初始化工作，且只初始化一次。

3. 对于局部静态变量，如果不赋初值，编译期会自动赋初值0或者空；

auto类型的初值是不确定的。

对于C++的类对象例外，class的对象实例如果不初始化，则会自动调用默认构造函数，不管是不是static类型。

特点：static局部变量的“记忆性”与生存期的“全局性”

所谓“记忆性”是指在两次函数调用时，在第二次调用进入时，能保持第一次调用退出时的值。

示例程序一

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  1. #include <iostream>    
  2. using namespace std;    
  3.     
  4. void staticLocalVar()    
  5. {    
  6.     static int a = 0;    
  7.     cout<<"a="<<++a<<endl;    
  8. }    
  9.     
  10. int main()    
  11. {    
  12.     staticLocalVar();   // a=1    
  13.     staticLocalVar();   // a=2    
  14.     system("pause");    
  15.     return 0;    
  16. }    

运行结果：

 

a=1

a=2

请按任意键继续. . .


应用：利用“记忆性”记录函数调用的次数（示例程序一）
利用生存期的”全局性“改善return a pointer / reference to a local object的问题，local object的问题在于退出函数时，生存期就结束，局部变量就会被销毁；利用static就可以延长局部变量的生存期。

注意事项：
1. “记忆性”是程序运行很重要的一点就是可重复性，而static变量的“记忆性”破坏了可重复性，造成不同时刻同一函数的运行结果不同。

2. “生存期”全局性和唯一性。 普通的局部变量在栈上分配空间，因此每次调用函数时，分配的空间都可能不一样，而static具有全局唯一性的特点，每次调用时都指向同一块内存，这就造成一个很重要的问题---不可重入性！！！

在多线程或者递归程序中要特别注意。

二、 外部静态变量/函数

在C中static的第二种含义：用来表示不能被其它文件访问的全局变量和函数。

此处static的含义是指对函数的作用域仅仅局限于本文件（所以又称为内部函数）。

注意：对于外部（全局）变量，不论是否有static限制，它的存储区域都是在静态存储区，生存期都是全局的，此时的static只是起作用域限制作用，限制作用域在本文件内部。

使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心函数同名问题。

示例程序二

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  1. //file1.cpp     
  2. static int varA;     
  3. int varB;     
  4. extern void funA()     
  5. {      
  6. }     
  7.     
  8. static void funB()     
  9. {     
  10. }     
  11.     
  12. //file2.cpp     
  13. extern int varB; // 使用file1.cpp中定义的全局变量     
  14. extern int varA; // 错误! varA是static类型, 无法在其他文件中使用     
  15. extern void funA(); // 使用file1.cpp中定义的函数     
  16. extern void funB(); // 错误! 无法使用file1.cpp文件中static函数     


三、 静态数据成员/成员函数（C++特有）


C++重用了这个关键字，它表示属于一个类而不是属于此类的任何特定的对象的变量和函数。

静态类成员包括静态数据成员和静态函数成员。

1. 静态数据成员

       类体中的数据成员的声明前加上static关键字，该数据成员就成为了该类的静态数据成员。和其他数据成员一样，静态数据成员也遵守public/protected/private访问规则。同时静态数据成员还具有以下特点。

1） 静态数据成员的定义

      静态数据成员实际上是类域中的全局变量。所以，静态数据成员的定义（初始化）不应该被放在头文件中。其定义方式与全局变量相同。举例如下：

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  1.  xxx.h文件            
  2.  class base    
  3. {               
  4. private:         
  5.     static const int _i;    //声明，标准c++支持有序类型在类体中初始化,但vc6不支持。      
  6. };       
  7.     
  8. xxx.cpp文件              
  9. const int base::_i = 10;    //定义(初始化)时不受private和protected访问限制.     

  
注：不要试图在头文件中定义（初始化）静态数据成员。在大多数情况下，这会引起重复定义。即使加上#ifndef  #define  #endif或者#pragma once也不行。

2） 静态数据成员被类的所有对象所共享，包括该类的派生类的对象。


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  1. #include <iostream>    
  2. using namespace std;    
  3.     
  4. class base    
  5. {                    
  6. public:                   
  7.     static int _num;    //声明              
  8. };      
  9.             
  10. int base::_num = 0; //静态数据成员的真正定义         
  11.             
  12. class derived : public base    
  13. {              
  14. };        
  15.          
  16. int main()              
  17. {                 
  18.     base a;                 
  19.     derived b;              
  20.     a._num++;                 
  21.     cout<<"base class static data number _num is "<<a._num<<endl; // 1               
  22.     b._num++;                
  23.     cout<<"derived class static data number _num is "<<b._num<<endl;// 2    
  24.     system("pause");    
  25.     return 0;    
  26. }    


3） 静态数据成员可以成为成员函数的可选参数，而普通数据成员则不可以。

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  1. class base    
  2. {      
  3. public:                
  4.     static int _staticVar;      
  5.     int _var;      
  6.     void foo1(int i = _staticVar);//正确,_staticVar为静态数据成员        
  7.     void foo2(int i = _var);//错误,_var为普通数据成员      
  8. };      


 4)★静态数据成员的类型可以是所属类的类型，而普通数据成员则不可以。普通数据成员的只能声明为所属类类型的指针或引用。举例如下:

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  1. class base    
  2. {                
  3. public:              
  4.     static base _object1;//正确，静态数据成员             
  5.     base  object2;//错误            
  6.     base *pObject;//正确，指针         
  7.     base &mObject;//正确，引用        
  8. };    


5)  静态数据成员的值在const成员函数中可以被合法的改变。举例如下：

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  1. class base    
  2. {                
  3. public:                
  4.     base()    
  5.     {    
  6.         _i = 0;    
  7.         _val = 0;    
  8.     }               
  9.     mutable int _i;            
  10.     static int _staticVal;            
  11.     int _val;            
  12.     void test() const    
  13.     {      
  14.         _i++;//正确，mutable数据成员                 
  15.         _staticVal++;//正确，static数据成员                    
  16.         _val++;//错误                
  17.     }            
  18. };            
  19. int   base::_staticVal = 0;     



2. 静态成员函数   

1).静态成员函数的地址可用普通函数指针储存，而普通成员函数地址需要用类成员函数指针来储存。举例如下：

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  1. class base    
  2. {                   
  3.     static int func1();                   
  4.     int func2();                
  5. };      
  6.              
  7. int (*pf1)() = &base::func1;        //普通的函数指针             
  8. int (base::*pf2)() = &base::func2;  //成员函数指针      


2).静态成员函数不可以调用类的非静态成员。因为静态成员函数不含this指针。  
3).静态成员函数不可以同时声明为   virtual、const、volatile函数。举例如下：

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  1. class base    
  2. {                   
  3.     virtual static void func1();//错误         
  4.     static void func2() const;//错误          
  5.     static void func3() volatile;//错误              
  6. };     

最后要说的一点是，静态成员是可以独立访问的，也就是说，无须创建任何对象实例就可以访问。

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