C++ 系列:static

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。
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:
[cpp] view plain copy
#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; 
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 plain copy
static int n; //定义静态全局变量
改为

[cpp] view plain copy
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 plain copy
//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 plain copy
static int n; //定义静态全局变量
改为

[cpp] view plain copy
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。
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 plain copy
#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;
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 plain copy
#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;
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 plain copy
#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;
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 plain copy
#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。

时间: 2024-08-15 12:43:33

C++ 系列:static的相关文章

[七]基础数据类型之Float详解

Float 基本数据类型float  的包装类 Float 类型的对象包含一个 float 类型的字段 属性简介 用来以二进制补码形式表示 float 值的比特位数 public static final int SIZE = 32; 二进制补码形式表示 float 值的字节数 public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE; 表示基本类型 float 的 Class 实例 public static final Class<Float> TY

java执行程序的内存分析系列专栏二之static变量和方法内存分析

昨天写了简单的聊了下java执行程序时简单的内存划分,今天我们接着往下聊,聊聊static变量和方法的内存分析. 1.static变量和方法的第一个特性内存分析 statiic变量和方法的第一个特性能通过类名.static变量和类名.static方法的形式调用,而普通只能对象的形式调用.但具体为什么是这样的,这得分析static变量和方法他们在内存中怎样分配的,因此在这里我首先建立一个学生类,里面有一个普通成员变量和一个静态成员变量以及一个普通方法和一个成员方法,然后建立了一个测试学生的类. 1

【Java入门系列】static关键字

static方法就是没有this的方法.在static方法内部不能调用非静态方法,反过来是可以的.而且可以在没有创建任何对象的前提下,仅仅通过类本身来调用static方法.这实际上正是static方法的主要用途.<java编程思想> 静态变量 static修饰的变量称作静态成员变量,也称作类变量,类变量的生命周期和类相同,在整个应用执行期间有效. 静态变量和普通变量的区别:静态变量被所有的对象所共享,在内存中只有一个副本,仅当在类初次加载时会被初始化:非静态变量是对象所拥有的,在创建对象的时候

Azure Messaging-ServiceBus Messaging消息队列技术系列6-消息回执

上篇博文中我们介绍了Azure Messaging的重复消息机制.At most once 和At least once. Azure Messaging-ServiceBus Messaging消息队列技术系列5-重复消息:at-least-once at-most-once 本文中我们主要研究并介绍Azure Messaging的消息回执机制:实际应用场景: 同步收发场景下,消息生产者和消费者双向应答模式,例如:张三写封信送到邮局中转站,然后李四从中转站获得信,然后在写一份回执信,放到中转站

Java多线程系列--“JUC锁”11之 Semaphore信号量的原理和示例

概要 本章,我们对JUC包中的信号量Semaphore进行学习.内容包括:Semaphore简介Semaphore数据结构Semaphore源码分析(基于JDK1.7.0_40)Semaphore示例 转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3534050.html Semaphore简介 Semaphore是一个计数信号量,它的本质是一个"共享锁". 信号量维护了一个信号量许可集.线程可以通过调用acquire()来获取信号量的许可

Android高效率编码-第三方SDK详解系列(三)——JPush推送牵扯出来的江湖恩怨,XMPP实现推送,自定义客户端推送

Android高效率编码-第三方SDK详解系列(三)--JPush推送牵扯出来的江湖恩怨,XMPP实现推送,自定义客户端推送 很久没有更新第三方SDK这个系列了,所以更新一下这几天工作中使用到的推送,写这个系列真的很要命,你要去把他们的API文档大致的翻阅一遍,而且各种功能都实现一遍,解决各种bug各种坑,不得不说,极光推送真坑,大家使用还是要慎重,我们看一下极光推送的官网 https://www.jpush.cn/common/ 推送比较使用,很多软件有需要,所以在这个点拿出来多讲讲,我们本节

EF中的开放式并发(EF基础系列)

好久没更新EF这个系列了,现在又重新开始. 这次学习,开放式并发.首先拿出数据库脚本: 说明一下,这个数据库脚本是之前的章节中稍作修改的: USE [SchoolDB] GO /****** Object: Table [dbo].[Student] Script Date: 11/30/2015 21:42:07 ******/ SET ANSI_NULLS ON GO SET QUOTED_IDENTIFIER ON GO CREATE TABLE [dbo].[Student]( [Stu

Java系列笔记(1) - Java 类加载与初始化

目录 类加载器 动态加载 链接 初始化 示例 类加载器 在了解Java的机制之前,需要先了解类在JVM(Java虚拟机)中是如何加载的,这对后面理解java其它机制将有重要作用. 每个类编译后产生一个Class对象,存储在.class文件中,JVM使用类加载器(Class Loader)来加载类的字节码文件(.class),类加载器实质上是一条类加载器链,一般的,我们只会用到一个原生的类加载器,它只加载Java API等可信类,通常只是在本地磁盘中加载,这些类一般就够我们使用了.如果我们需要从远

Android Metro风格的Launcher开发系列第二篇

前言: 各位小伙伴们请原谅我隔了这么久才开始写这一系列的第二篇博客,没办法忙新产品发布,好了废话不说了,先回顾一下:在我的上一篇博客Android Metro风格的Launcher开发系列第一篇写了如何配置Android开发环境,只是用文字和图片展示了开发Metro风格Launcher的初步设计和产品要求,这一篇文章将会从代码上讲解如何实现对应的UI效果,好了,评书开讲! Launcher主体框架实现: Launcher主体框架我选用的是大家所熟悉的ViewPager控件,因为ViewPager