【C++学习笔记】-static的用法

爱被打了一巴掌 2022-08-05 08:42 212阅读 0赞

#### 1.面向过程设计中的static ####

**1)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。我们先举一个静态全局变量的例子，如下：

//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;
    }

静态全局变量有以下特点：  
• 该变量在全局数据区分配内存；  
• 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）；  
• 静态全局变量在声明它的整个文件都是可见的，而在文件之外是不可见的；

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”改为“int n; //定义全局变量”。程序照样正常运行。的确，定义全局变量就可以实现变量在文件中的共享，但定义静态全局变量还有以下好处：

• 静态全局变量不能被其它文件所用；  
• 其它文件中可以定义相同名字的变量，不会发生冲突；

您可以将上述示例代码改为如下：

//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可以分别通过编译，但运行时出现错误。试着将 “static int n; //定义静态全局变量”改为 “intn; //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。

**2)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。 我们先举一个静态局部变量的例子，如下：

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

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，不再仅受函数的控制，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。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。  
静态局部变量有以下特点：  
• 该变量在全局数据区分配内存；  
• 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；

**3)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同，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；  
• 其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突；

#### 2.面向对象的static关键字（类中的static关键字） ####

**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。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();
    }

执行结果为：

Sum=6

Sum=21

**2)静态成员函数**   
 　　与静态数据成员一样，我们也可以创建一个静态成员函数，它为类的全部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一样，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。通常情况下， this 是缺省的。如函数 fn() 实际上是 this->fn() 。但是与普通函数相比，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。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; //非静态成员函数可以访问静态数据成员
    }
    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，可以总结为以下几点：   
•  出现在类体外的函数定义不能指定关键字 static ；   
•  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；   
•  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。