C/C++中static关键字用法

r囧r小猫 2022-11-07 11:45 200阅读 0赞

静态变量的意思是：该变量在内存中的地址不变，并不是说它的值不变。  
\- 静态变量和自动变量一样，具有块作用域、无链接，但是具有静态存储期，当程序离开它们所在的函数后，静态变量不会消失，  
\- 不能在函数形参中使用static，如

int test（static int flu ）;//不允许

# **静态全局变量** #

在全局变量之前加上关键字static，该全局变量就被定义成了一个静态全局变量

**特别注意：**

1.静态全局变量在内存中的存储位置：**静态区（全局区）**。 \[注\]：静态区（全局区）在整个程序运行期间都存在

2.静态全局变量的初始化：未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0。 \[注\]：在C语言中，未经初始化的全局变量的值是任意的；而在C++中，未经初始化的全局变量也会被程序自动初始化为0

3.**全局变量和静态全局变量的存储方式是一样的**，但不同的是**全局变量在整个源代码中都是可以使用的，而静态全局变量只能在当前文件中使用**。

比如一个程序有3个文件a.cpp、b.cpp和c.cpp，如果在文件a.cpp中定义了一个全局变量x，那么变量x在文件a.cpp、b.cpp和c.cpp中都可以使用；但如果在文件a.cpp中定义了一个静态全局变量y，那么变量y只能在文件a.cpp中使用文件b.cpp和文件c.cpp都不可以使用该静态全局变量y

**源文件file1.cpp：**

int aaa = 666;
    static int bbb = 999;

**源文件file2.cpp：**

// 文件file2.cpp
    extern int aaa; //成功：期望使用文件file1中定义的全局变量aaa
    extern int bbb; //错误：期望使用文件file1中定义的静态全局变量bbb，但bbb是static类型，只能在file1中使用，无法被其他文件使用

## **使用静态全局变量的好处：** ##

1.  将一个全局变量定义为静态全局变量，相当于让该全局变量对该程序的其他源文件进行了“**隐藏**”，也就是说该静态全局变量只能在定义它的源文件中使用，而程序的其他源文件则无法访问该变量
2.  程序中的其他源文件中可以使用与该静态全局变量同名的变量，而不会发生冲突.

**在C/C++程序中，如果一个全局变量仅仅在单个源文件中使用，则可以将该全局变量修改为静态全局变量，以降低模块间的耦合度.**

# 使用局部静态变量 #

**在局部变量之前加上关键字static，该局部变量就被定义成了一个静态局部变量**

**特别注意：**

1.  静态局部变量在内存中的存储位置：静态区（全局区）。\[注\]：普通局部变量在内存中的存储位置为栈区
2.  静态局部变量的初始化：未经初始化的静态局部变量会被程序自动初始化为0。\[注\]：在C/C++中，未经初始化的普通局部变量值是任意的
3.  static并没有改变局部变量的作用域。换句话说就是静态局部变量的作用域仍是局部作用域，当定义它的函数或语句块结束的时候，其作用域也就随之结束。 \[注\]：与之相反，static改变了全局变量的作用域（在声明它的文件之外是不可见的）
4.  static虽然没有改变局部变量的作用域，但它**改变了局部变量在内存中的存储位置（而static修饰的全局变量在内存中的存储位置则没有被static改变），**即从原来的栈区中存放改变为静态区（全局区）中存放。因此**静态局部变量在离开其作用域时，并没有像一般局部变量那样被销毁，而是仍驻留在内存中的静态区（全局区）中，直到程序结束，只不过在其离开自己的作用域时，我们无法再对其进行访问**。
5.  **在C/C++中，如果全局变量仅有单个函数访问，则可以将该全局变量改为该函数的静态局部变量，以降低模块间的耦合度**

//使用局部静态变量
    #include<stdio.h>
    void trystat(void);
    
    int main(void){
        int count ;
        for (count = 1; count < 5; count++){
            printf("Here comes iteration %d:\n",count);
            trystat();
        }
        
        return 0;
    } 
    
    void trystat(void){
        int fade = 1;
        static int stay1 ;
        static int stay2 = 1 ;
        printf("fade = %d    stay1 = %d     stay2 = %d\n", fade++, stay1++, stay2++);
    }
    /*
    结果： 
        Here comes iteration 1:
        fade = 1    stay1 = 0     stay2 = 1
        Here comes iteration 2:
        fade = 1    stay1 = 1     stay2 = 2
        Here comes iteration 3:
        fade = 1    stay1 = 2     stay2 = 3
        Here comes iteration 4:
        fade = 1    stay1 = 3     stay2 = 4

分析：  
每次调用trystat()都会初始化fade，但是stay2只在编译trystat()是被初始化一次，  
如果为显式初始化静态变量，如stay1,它会被默认初始化为0

# **静态函数** #

**在函数的返回值类型前加上关键字static，该函数就被定义成了一个静态函数**

**特别注意：和静态全局变量相似，静态函数只能在声明它的源文件中可见，而不能被该程序的其他源文件所使用。**

**使用静态函数的好处：**

1.  在该程序的其他源文件中可以定义和使用与该静态函数同名的函数，而不会发生冲突
2.  将一个普通函数定义为函数，相当于让该函数对该程序的其他源文件进行了“**隐藏**”，也就是说该**静态函数只能在定义它的源文件中使用，而程序的其他源文件则无法调用该函数**。
3.  **静态函数会被自动分配在一个一直使用的存储区域，直到程序结束。这样避免了普通函数在调用时的进栈出栈操作，从而提高程序的运行速度**

源文件file1.cpp：

//文件file1.cpp
    
    extern void fun1(){......} //定义函数fun1
    static void fun2(){......} //定义静态函数fun2

源文件file2.cpp：

//文件file2.cpp
    
    extern void fun1();//成功：期望使用文件file1.cpp中的函数fun1
    extern void fun2();//错误：期望使用文件file1.cpp中的静态函数fun2，但fun2是static类型函数，只能在file1中使用，无法被其他文件使用

# **总结：static在C语言中的作用** #

1.  **隐藏功能：static修饰的全局变量和普通函数只能在定义它们的源文件中使用，相当于对程序中的其他源文件进行了隐藏**
2.  **默认初始化功能：static修饰的变量，不管是全局变量还是局部变量，在用户没有显式初始化它们的条件下，系统都会将他们默认初始化为0**
3.  **延长生命周期功能：static修饰的局部变量存储在内存的静态区（全局区）而非栈区，而静态区中存储的内容只会在程序结束时被OS释放，因此当static修饰的局部变量离开自己的作用域时，其不会像一般局部变量那样被系统销毁，而是一直驻留在系统的内存中，直到程序结束。**

# 静态类成员变量 #

**自定义类中被static修饰的成员变量**

**特别注意：**

**1.静态数据成员在内存中的存储位置：静态区（全局区）**

**2.使用：**

语法：类名::静态数据成员名

**3.静态数据成员属于类**。**换句话说就是****类的静态数据成员为其所有对象所共享，不管该类有多少对象，静态数据成员只有一份存储于公共的内存中**  
特点：无论创建了多少个对象，程序都只创建一个静态类变量副本。也就是说类的所有对象共享同一个静态成员。  
静态数据成员注意事项：

*  \- 在类中声明
 *  \- 在包含类方法的文件中初始化
 *  \- 初始化时使用作用域运算符来指出静态成员所属的类
 *  \- 如果静态成员是const整数类型或枚举类型，则可以在类声明中初始化

class Test
    {
    public:
        Test();
        static int nums;
    };
    Test::Test()
    {
        cout<<nums++<<endl;
    }
    int Test::nums = 0;
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        Test aa,bb,cb;
        return 0;
    }
    结果为：
    0
    1
    2

#    静态类成员函数 #

**自定义类中被static修饰的成员函数**

**特别注意**：

1.在C++的自定义类中，一个**常规的成员函数**声明往往意味着：

**　• 该成员函数能够访问其所在类的私有部分**

**　　• 该成员函数位于其所在类的作用域之中**

**　　• 该成员函数必须由一个对象去激活从而被调用（通过this指针来实现）**

**如果将该类的一个成员函数声明为static，则可以只让它拥有前两种性质**

**2.使用：**

语法1：类名::静态成员函数名
    语法2：对象名.静态成员函数名

**3.**和静态数据成员一样**，静态成员函数也属于类，**即**类的静态成员函数为其所有对象所共享。**

**4.类中的普通成员函数既可以访问一般成员变量，也可以访问静态数据成员；而类中的静态成员函数只能访问类中的静态数据成员。**

**\[解释\]：编译器在编译程序中的自定义类时，会在类中的每个普通成员函数中插入this指针，而对static修饰的静态成员函数则不会插入this指针。由于静态成员函数中没有this指针，因此静态成员函数无法在其函数体内访问非静态数据成员；相反，由于静态数据成员属于类而非特定对象，故不需要this指针也可以在函数体内访问静态数据成员，因此不管是普通成员函数还是静态成员函数，都可以在其函数体内访问静态数据成员。**

**5.同理，普通成员函数中可以调用静态成员方法，而静态成员方法中不能调用普通成员函数**

可以将成员函数声明为静态的（函数声明必须包含关键字static，但如果函数定义是独立的，则其中不能包含static关键字）  
注意事项：

*  \- 不能通过对象来调用静态函数，实际上静态成员函数甚至不能使用this指针，如果静态成员函数是在公有部分声明的，则可以使用类名和作用域解析运算符来调用它
 *  \- 静态成员不与特定的对象关联，\*\*因此只能使用静态数据成员\*\*，不能使用非静态数据成员，因为它们可能还没初始化。

class Test
    {
    public:
        Test();
       //类中声明
       static int print(){ cout<<"hello";}
    };
    int Test::nums = 0;
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        Test::print();
        return 0;
    }