C/C++局部静态变量

http://blog.163.com/sunshine_linting/blog/static/448933232011810101848652/


对于一个完整的程序,在内存中的分布情况如下。


代码区
全局数据区
堆区
栈区


代码区存放程序编译后的可执行代码
一般程序的由new产生的动态数据存放在堆区
程序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,



静态局部变量:


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。
该变量在全局数据区内分配内存;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(这一点非常的重要)
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;


静态函数:


主要是用来访问静态成员,不能直接访问类的非静态成员;静态成员函数主要为了调用方便,不需要生成对象就能调用。


非静态函数可以访问静态成员函数和静态数据成员。


http://www.jb51.net/article/49544.htm


### 局部静态变量(Magic Static)的使用与特性 局部静态变量(Magic Static)是 C++ 中一种特殊的变量类型,其主要特性是在函数内部声明为 `static` 的变量。这种变量在程序运行时只会在第一次进入该函数时被初始化,并且在 C++11 标准之后具有线程安全的特性。 #### 初始化过程 局部静态变量的初始化发生在程序运行时,当控制流首次到达该变量的声明语句时[^2]。这意味着即使函数多次被调用,局部静态变量也只会被初始化一次。例如: ```cpp #include <iostream> using namespace std; void exampleFunction() { static int count = 0; // 局部静态变量 cout << "Count: " << count++ << endl; } int main() { exampleFunction(); // 输出 Count: 0 exampleFunction(); // 输出 Count: 1 return 0; } ``` 在这个例子中,`count` 是一个局部静态变量,它在第一次调用 `exampleFunction` 时被初始化为 0,并在后续调用中保持其值。 #### 线程安全性 从 C++11 开始,局部静态变量的初始化是线程安全的[^4]。如果多个线程同时第一次访问包含局部静态变量的函数,编译器会确保只有其中一个线程执行初始化操作,其他线程会被阻塞直到初始化完成。这避免了竞态条件的发生。 以下是一个多线程环境下的示例: ```cpp #include <iostream> #include <thread> using namespace std; void threadFunction() { static int count = 0; // 局部静态变量 count++; cout << "Thread count: " << count << endl; } int main() { thread t1(threadFunction); thread t2(threadFunction); t1.join(); t2.join(); return 0; } ``` 在这个例子中,即使两个线程同时调用 `threadFunction`,`count` 的初始化仍然是线程安全的。 #### 单例模式的应用 局部静态变量常用于实现单例模式。通过将类的构造函数设为私有,并提供一个静态成员函数返回类的唯一实例,可以利用局部静态变量的特性来保证线程安全和内存管理的正确性[^3]。 以下是一个使用局部静态变量实现单例模式的例子: ```cpp class Singleton { private: Singleton() {} // 私有构造函数 public: static Singleton& getInstance() { static Singleton instance; // 局部静态变量 return instance; } }; int main() { Singleton& s1 = Singleton::getInstance(); Singleton& s2 = Singleton::getInstance(); // s1 和 s2 指向同一个对象 return 0; } ``` 在这个例子中,`Singleton::getInstance` 函数中的 `instance` 是一个局部静态变量,它在第一次调用 `getInstance` 时被初始化,并在整个程序生命周期中保持不变。 #### 总结 局部静态变量(Magic Static)的主要特性包括: - 只在第一次访问时初始化。 - 在 C++11 及以后的标准中具有线程安全性[^4]。 - 可以用于实现单例模式等设计模式。
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