C/C++ 中 static 的用法全局变量与局部变量

cpongo3

于 2018-12-31 09:24:14 发布

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本文详细介绍了 C/C++ 中 static 关键字的用法，包括静态变量的存储方式、作用以及与普通变量的区别。static 用于创建静态局部变量、静态全局变量和静态成员，提供数据共享和限制作用域。它使得变量在内存中的生命周期得以延长，且静态全局变量只在声明它的文件中可见。此外，静态成员函数不能访问非静态成员，但非静态成员函数可以调用静态成员。文章通过实例解析了 static 的各种应用场景，帮助读者深入理解这一概念。

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1. 什么是static?

static 是 C/C++ 中很常用的修饰符，它被用来控制变量的存储方式和可见性。

1.1 static 的引入

我们知道在函数内部定义的变量，当程序执行到它的定义处时，编译器为它在栈上分配空间，函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉，这样就产生了一个问题: 如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时，如何实现？最容易想到的方法是定义为全局的变量，但定义一个全局变量有许多缺点，最明显的缺点是破坏了此变量的访问范围（使得在此函数中定义的变量，不仅仅只受此函数控制）。static 关键字则可以很好的解决这个问题。

另外，在 C++ 中，需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部，对外不可见时，可将其定义为静态数据。

1.2 静态数据的存储

全局（静态）存储区：分为 DATA 段和 BSS 段。DATA 段（全局初始化区）存放初始化的全局变量和静态变量；BSS 段（全局未初始化区）存放未初始化的全局变量和静态变量。程序运行结束时自动释放。其中BBS段在程序执行之前会被系统自动清0，所以未初始化的全局变量和静态变量在程序执行之前已经为0。存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化，也是唯一的一次初始化。

在 C++ 中 static 的内部实现机制：静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用，所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。

这样，它的空间分配有三个可能的地方，一是作为类的外部接口的头文件，那里有类声明；二是类定义的内部实现，那里有类的成员函数定义；三是