理解C++中static关键字

C++的static有两种用法：面向过程程序设计中的static和面向对象程序设计中的static。前者应用于普通变量和函数，不涉及类；后者主要说明static在类中的作用。

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一、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：

 
 
    
  
  
  1. //Example 1  
    2. 
  
  
  2. ＃i nclude   
    3. 
  
  
  3. void fn();  
    4. 
  
  
  4. static int n; //定义静态全局变量  
    5. 
  
  
  5. void main()  
    6. 
  
  
  6. {  
    7. 
  
  
  7. n=20;  
    8. 
  
  
  8. cout<
  
  
  9. fn();  
    10. 
  
  
  10. }  
    11. 
  
  
  11.  
    12. 
  
  
  12. void fn()  
    13. 
  
  
  13. {  
    14. 
  
  
  14. n++;  
    15. 
  
  
  15. cout<
  
  
  16. } 
    17.

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；　

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。

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

 
 
    
  
  
  1. static int n; //定义静态全局变量  
    2. 
  
  
  2. 改为   
    3. 
  
  
  3. int n; //定义全局变量 
    4.

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：

 
 
    
  
  
  1. //Example 2  
    2. 
  
  
  2. //File1  
    3. 
  
  
  3. ＃i nclude   
    4. 
  
  
  4. void fn();  
    5. 
  
  
  5. static int n; //定义静态全局变量  
    6. 
  
  
  6. void main()  
    7. 
  
  
  7. {  
    8. 
  
  
  8. n=20;  
    9. 
  
  
  9. cout<
  
  
  10. fn();  
    11. 
  
  
  11. }  
    12. 
  
  
  12. //File2  
    13. 
  
  
  13. ＃i nclude   
    14. 
  
  
  14. extern int n;  
    15. 
  
  
  15. void fn()  
    16. 
  
  
  16. {  
    17. 
  
  
  17. n++;  
    18. 
  
  
  18. cout<
  
  
  19. } 
    20.

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

 
 
    
  
  
  1. static int n; //定义静态全局变量  
    2. 
  
  
  2. 改为   
    3. 
  
  
  3. int n; //定义全局变量 
    4.

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：

 
 
    
  
  
  1. //Example 3  
    2. 
  
  
  2. ＃i nclude   
    3. 
  
  
  3. void fn();  
    4. 
  
  
  4. void main()  
    5. 
  
  
  5. {  
    6. 
  
  
  6. fn();  
    7. 
  
  
  7. fn();  
    8. 
  
  
  8. fn();  
    9. 
  
  
  9. }  
    10. 
  
  
  10. void fn()  
    11. 
  
  
  11. {  
    12. 
  
  
  12. static n=10;  
    13. 
  
  
  13. cout<
  
  
  14. n++;  
    15. 
  
  
  15. } 
    16.

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。静态函数只能操作静态成员变量（有待商榷。），还可以作为回调函数，最重要的是函数没有this指针。
静态函数的例子：

 
 
    
  
  
  1. //Example 4  
    2. 
  
  
  2. ＃include   
    3. 
  
  
  3. static void fn();//声明静态函数  
    4. 
  
  
  4. void main()  
    5. 
  
  
  5. {  
    6. 
  
  
  6. fn();  
    7. 
  
  
  7. }  
    8. 
  
  
  8. void fn()//定义静态函数  
    9. 
  
  
  9. {  
    10. 
  
  
  10. int n=10;  
    11. 
  
  
  11. cout<
  
  
  12. } 
    13.

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；

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。

 
 
    
  
  
  1. //Example 5  
    2. 
  
  
  2. ＃include   
    3. 
  
  
  3. class Myclass  
    4. 
  
  
  4. {  
    5. 
  
  
  5. public:  
    6. 
  
  
  6. Myclass(int a,int b,int c);  
    7. 
  
  
  7. void GetSum();  
    8. 
  
  
  8. private:  
    9. 
  
  
  9. int a,b,c;  
    10. 
  
  
  10. static int Sum;//声明静态数据成员  
    11. 
  
  
  11. };  
    12. 
  
  
  12. int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员  
    13. 
  
  
  13. Myclass::Myclass(int a,int b,int c)  
    14. 
  
  
  14. {  
    15. 
  
  
  15. this->a=a;  
    16. 
  
  
  16. this->b=b;  
    17. 
  
  
  17. this->c=c;  
    18. 
  
  
  18. Sum+=a+b+c;  
    19. 
  
  
  19. }  
    20. 
  
  
  20. void Myclass::GetSum()  
    21. 
  
  
  21. {  
    22. 
  
  
  22. cout<<"Sum="<
  
  
  23. }  
    24. 
  
  
  24. void main()  
    25. 
  
  
  25. {  
    26. 
  
  
  26. Myclass M(1,2,3);  
    27. 
  
  
  27. M.GetSum();  
    28. 
  
  
  28. Myclass N(4,5,6);  
    29. 
  
  
  29. N.GetSum();  
    30. 
  
  
  30. M.GetSum();  
    31. 
  
  
  31. } 
    32.

可以看出，静态数据成员有以下特点：

（1） 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；

（2）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；

（3） 静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；

（4）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；

（5） 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＞

（6） 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 ；

（6） 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；

（7） 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；
  • 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。

 
 
    
  
  
  1. //Example 6  
    2. 
  
  
  2. ＃include   
    3. 
  
  
  3. class Myclass  
    4. 
  
  
  4. {  
    5. 
  
  
  5. public:  
    6. 
  
  
  6. Myclass(int a,int b,int c);  
    7. 
  
  
  7. static void GetSum();/声明静态成员函数  
    8. 
  
  
  8. private:  
    9. 
  
  
  9. int a,b,c;  
    10. 
  
  
  10. static int Sum;//声明静态数据成员  
    11. 
  
  
  11. };  
    12. 
  
  
  12. int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员  
    13. 
  
  
  13.  
    14. 
  
  
  14. Myclass::Myclass(int a,int b,int c)  
    15. 
  
  
  15. {  
    16. 
  
  
  16. this->a=a;  
    17. 
  
  
  17. this->b=b;  
    18. 
  
  
  18. this->c=c;  
    19. 
  
  
  19. Sum+=a+b+c; //非静态成员函数可以访问静态数据成员  
    20. 
  
  
  20. }  
    21. 
  
  
  21.  
    22. 
  
  
  22. void Myclass::GetSum() //静态成员函数的实现,注意此处无static  
    23. 
  
  
  23. {  
    24. 
  
  
  24. // cout<
  
  
  25. cout<<"Sum="<
  
  
  26. }  
    27. 
  
  
  27.  
    28. 
  
  
  28. void main()  
    29. 
  
  
  29. {  
    30. 
  
  
  30. Myclass M(1,2,3);  
    31. 
  
  
  31. M.GetSum();  
    32. 
  
  
  32. Myclass N(4,5,6);  
    33. 
  
  
  33. N.GetSum();  
    34. 
  
  
  34. Myclass::GetSum();  
    35. 
  
  
  35. } 
    36.

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。

希望通过本文的介绍，能够给你带来帮助。

本文题目：理解C++中static关键字
转载来于：http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news7/518457.html

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