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C++中的static

发布时间:2016-12-4 16:16:02 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
本篇文章主要介绍了"C++中的static",主要涉及到C++中的static方面的内容,对于C++中的static感兴趣的同学可以参考一下。

一、面向过程设计中的static // by zj 可以从生命周期和作用域两方面理解 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: [cpp] view plaincopy #include<iostream>   using namespace std;      static int n;  //定义静态全局变量      void fn()   {       n++;       cout<<n<<endl;   }      int main(void)   {       n = 20;       cout<<n<<endl;       fn();       return 0;   }   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; // by zj 生命周期是整个运行过程,作用域只有当前文件 静态变量都在全局数据区分配内存,包括后面将要提到的静态局部变量。对于一个完整的程序,在内存中的分布情况如下图: 代码区 全局数据区 堆区 栈区   一般程序的由new产生的动态数据存放在堆区,函数内部的自动变量存放在栈区。自动变量一般会随着函数的退出而释放空间,静态数据(即使是函数内部的静态局部变量)也存放在全局数据区。全局数据区的数据并不会因为函数的退出而释放空间。细心的读者可能会发现,Example 1中的代码中将 [cpp] view plaincopy static int n;  //定义静态全局变量   改为 [cpp] view plaincopy 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: [cpp] view plaincopy //File1   #include<iostream>   using namespace std;      void fn();   static int n;  //定义静态全局变量      int main(void)   {       n = 20;       cout<<n<<endl;       fn();       return 0;   }      //File2   #include<iostream>   using namespace std;      extern int n;      void fn()   {       n++;       cout<<n<<endl;   }   编译并运行这个程序,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 [cpp] view plaincopy static int n;  //定义静态全局变量   改为 [cpp] view plaincopy int n;  //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。 // by zj 这时的n才可以外部引用extern 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: [cpp] view plaincopy #include<iostream>   using namespace std;      void fn();      int main(void)   {       fn();       fn();       fn();       return 0;   }      void fn()   {       static int 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:     (1)该变量在全局数据区分配内存;     (2)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;     (3)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;     (4)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; // by zj 生命周期从第一次初始化到程序结束,作用域只有代码块局部 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: [cpp] view plaincopy #include<iostream>   using namespace std;      static void fn();   //声明静态函数      int main(void)   {       fn();       return 0;   }      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; // by zj 作用域只有当前文件 二、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。 [cpp] view plaincopy #include<iostream>   using namespace std;      class Myclass   {   private:       int a , b , c;       static int sum;  //声明静态数据成员   public:       Myclass(int a , int b , int c);       void GetSum();   };      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;   }      int main(void)   {       Myclass M(1 , 2 , 3);       M.GetSum();       Myclass N(4 , 5 , 6);       N.GetSum();       M.GetSum();       return 0;   }   可以看出,静态数据成员有以下特点: 对于非静态数据成员,每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个,静态数据成员在程序中也只有一份拷贝,由该类型的所有对象共享访问。也就是说,静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说,静态数据成员只分配一次内存,供所有对象共用。所以,静态数据成员的值对每个对象都是一样的,它的值可以更新;静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间,所以不能在类声明中定义。在Example 5中,语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员;静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则;因为静态数据成员在全局数据区分配内存,属于本类的所有对象共享,所以,它不属于特定的类对象,在没有产生类对象时其作用域就可见,即在没有产生类的实例时,我们就可以操作它;静态数据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为: <数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>类的静态数据成员有两种访问形式: <类对象名>.<静态数据成员名> 或 <类类型名>::<静态数据成员名> 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 ;静态数据成员主要用在各个对象都有相同的某项属性的时候。比如对于一个存款类,每个实例的利息都是相同的。所以,应该把利息设为存款类的静态数据成员。这有两个好处,第一,不管定义多少个存款类对象,利息数据成员都共享分配在全局数据区的内存,所以节省存储空间。第二,一旦利息需要改变时,只要改变一次,则所有存款类对象的利息全改变过来了;同全局变量相比,使用静态数据成员有两个优势: 静态数据成员没有进入程序的全局名字空间,因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性;可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员,而全局变量不能;protected,private访问权限 // by zj 静态成员特点1.整个类共享一份2.全局区存储,头文件中声明,CPP中定义.3.遵循public,protected,private访问权限4.可以用类名访问也可以用对象名访问 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。 [cpp] view plaincopy #include<iostream>   using namespace std;      class Myclass   {   private:       int a , b , c;       static int sum;  //声明静态数据成员   public:       Myclass(int a , int b , int c);       static void GetSum();  //声明静态成员函数   };      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;   }      int main(void)   {       Myclass M(1 , 2 , 3);       M.GetSum();       Myclass N(4 , 5 , 6);       N.GetSum();       Myclass::GetSum();       return 0;   }   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。 // by zj 静态成员函数特点1.不可以访问非静态成员变量和非静态成员函数;2.可以用类名访问也可以用对象名访问

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