C++学习笔记——static学习

最新推荐文章于 2024-09-05 14:30:56 发布

abing0513

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分类专栏： C++学习笔记

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本文深入探讨了C++中static的使用方式，包括普通变量、函数及类中的应用。具体分析了静态局部变量、静态全局变量、普通静态函数的特性与区别，并通过实例展示了它们的使用方法。

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在C++中static的使用分为普通变量、函数以及在类中的使用。

1、普通使用

将变量声明为static，该变量就被定义成为一个静态变量，包括静态局部变量与静态全局变量。或者声明普通函数为静态函数。

静态局部变量

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，局部变量也相应释放。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。

静态局部变量特点：

(1)静态局部变量在函数内定义，但不像自动变量那样，当调用时就存在，退出函数时就消失。静态局部变量始终存在着，也就是说它的生存期为整个源程序。

(2)静态局部变量的生存期虽然为整个源程序，但是其作用域仍与自动变量相同，即只能在定义该变量的函数内使用该变量。退出该函数后，尽管该变量还继续存在，但不能使用它。

(3)允许对构造类静态局部量赋初值。若未赋以初值，则由系统自动赋值。数值型变量自动赋初值0，字符型变量赋空字符。

(4)对基本类型的静态局部变量若在说明时未赋以初值，则系统自动赋予0值。而对自动变量不赋初值，则其值是不定的。根据静态局部变量的特点，可以看出它是一种生存期为整个源文件的量。虽然离开定义它的函数后不能使用，但如再次调用定义它的函数时，它又可继续使用，而且保存了前次被调用后留下的值。因此，当多次调用一个函数且要求在调用之间保留某些变量的值时，可考虑采用静态局部变量。虽然用全局变量也可以达到上述目的，但全局变量有时会造成意外的副作用，因此仍以采用静态局部变量为宜。

如下例：

#include <iostream>

void test_func()
{
    static int n=7;
    int m=7;
    n++;
    m++;
    cout<<"n="<<n<<";m="<<m<<"\n";
}
int main()
{
    test_func();
    test_func();
    test_func();
    return 0;
}

运行结果为：

 n=8;m=8
   n=9;m=8
   n=10;m=8
  [Finished in 0.4s]

静态全局变量

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（在函数体内声明的自动变量的值是随机的，除非它被显式初始化，而在函数体外被声明的自动变量也会被初始化为0）；

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；

如下例：

#include <iostream>

static int a=0;

void test_func1()
{
    a++;
    cout<<"in test_func1 a="<<a<<"\n";
}
void test_func2()
{
    a++;
    cout<<"in test_func2 a="<<a<<"\n";
}
void test_func3()
{
    a++;
    cout<<"in test_func3 a="<<a<<"\n";
}
int main()
{
    test_func1();
    test_func2();
    test_func3();
    return 0;
}

结果为：

in test_func1 a=1
in test_func2 a=2
in test_func3 a=3
[Finished in 0.4s]

普通静态函数
在函数的返回类型前加上static，函数即被定义为。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；其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突；

2、类中的使用

包括静态成员变量与静态函数。

静态成员变量

在类内成员变量的声明前加上static，该数据成员就是类内的静态成员变量。如下例：

#include <iostream>
using namespace std;

class test
{
public:
    test(int a,int b);
    ~test(){}
    void get_sum();
private:
    int a;
    int b;
    static int sum;
    /* data */
};
int test::sum=0;
test::test(int a,int b)
{
    this->a = a;
    this->b = b;
}
void test::get_sum()
{
    sum += a+b;
    cout<<sum<<"\n";
}
int main()
{
    test a(1,2);
    a.get_sum();
    test b(1,2);
    b.get_sum();
    return 0;
}

其结果分别为：

3
6
[Finished in 0.4s]

对于非静态成员变量，每个类对象都有自己的拷贝。而静态成员变量被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个，静态成员变量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，静态成员变量是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说，静态成员变量只分配一次内存，供所有对象共用。所以，静态成员变量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；

静态成员变量和普通成员变量一样遵从public,protected,private访问规则。

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。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。

如下例：

#include <iostream>
class test
{
public:
    test(int a,int b);
    ~test(){}
    static void get_sum();
private:
    int a;
    int b;
    static int sum;
    /* data */
};
int test::sum=0;
test::test(int a,int b)
{
    this->a = a;
    this->b = b;
    sum += a+b;
}
void test::get_sum()
{
    cout<<sum<<"\n";
}
int main()
{
    test a(1,2);
    a.get_sum();
    test b(1,2);
    b.get_sum();
    return 0;
}

运行结果为：