C++静态变量

静态变量按照声明位置分为局部静态变量、类内静态成员和全局静态变量。局部静态变量在函数调用结束后仍存在,但其他函数不可见,只赋值一次。类内静态成员变量属于整个类,可通过类名或对象名访问,静态成员函数无this指针,只能访问静态成员。全局静态变量的作用域限于定义它的文件。

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概述

什么是静态变量?

静态变量是指变量的地址在程序的声明周期是静态的、不变的。

静态变量的分类

根据静态变量的声明位置不同,我们把静态变量分为三类:全局静态变量、局部静态变量、类中静态变量。

局部静态变量

  1. 静态局部变量只能进行特定的局部访问。在程序运行期间不释放。 局部静态变量在函数调用结束后依然存在,但其他函数不可见。
  2. 静态局部变量是在编译时赋初值的,即只赋值一次,在程序运行时它已有初值。以后每次调用函数时不再重新赋初值而只是保留上一次函数调用结束时的值。
  3. 静态局部变量声明和定义是同时进行的。 若不指定值,则使用默认值。
#include <iostream>

void func()
{
	static int n;
	n = n + 1;
	std::cout << "静态局部变量n的值为:" << n <<  std::endl;
}

int main()
{
    for(int i = 0; i < 10; ++i)
	    func();
	return 0;
}

/*output
	静态局部变量n的值为:1
    静态局部变量n的值为:2
    静态局部变量n的值为:3
    静态局部变量n的值为:4
    静态局部变量n的值为:5
    静态局部变量n的值为:6
    静态局部变量n的值为:7
    静态局部变量n的值为:8
    静态局部变量n的值为:9
    静态局部变量n的值为:10
*/

类内静态成员

静态成员变量

类的静态成员必须在类内声明,在类外定义(分配空间并初始化)。

注意:静态常量属性可以在声明的同时进行初始化。

class A
{  
private: 
    static const int a = 0;  // correct
    // static int b = 0;     // error
    static std::mutex mtx;   // 声明
};
std::mutex A::mtx;           // 定义

静态变量的类外定义形式

变量类型 类名::变量名 = 值。

value_type className::var_name = value;
int A::data = 1;

其他

  • 静态成员变量属于整个类所有。
  • 可以通过类名直接访问公有静态成员变量。也可以通过对象名访问公有静态成员变量。

静态成员函数

整个类所有,没有this指针

静态成员函数只能访问类的静态成员变量和静态方法,不能访问一般的成员。 一般成员函数可以访问静态成员变量和静态方法。

全局静态变量

全局变量和全局静态变量的区别?

全局变量是不显示用static修饰的全局变量,但全局变量默认是静态的,作用域是整个工程,在一个文件内定义的全局变量,在另一个文件中,通过extern 全局变量名的声明

全局静态变量是显示用static修饰的全局变量,作用域是所在的文件其他的文件即使用extern声明也不能使用

把局部变量改变为静态变量之后是改变了它的存储方式和生命期。 把全局变量改变为静态变量之后是改变了它的作用域,限制了使用范围

期待

如果文章存在错误或需要补充,还请不要吝啬,给予指正或补充。非常感谢。

参考

C++中变量声明与定义的规则_TOMOCAT的博客-优快云博客

C++静态变量_c++静态成员函数里的静态变量未定义_城东小路的博客-优快云博客

C++中的静态局部变量_c++ 局部静态变量__范迪塞尔_的博客-优快云博客

C++ 全局变量和全局静态变量有什么区别呢?(小知识:对变量和常量的认识)_c++静态变量和全局变量的区别_sky_share的博客-优快云博客

<think>好的,我现在需要帮用户解答关于C++静态变量的使用和特性。首先,我得回顾一下自己之前学过的相关知识,确保理解正确。用户提到了静态变量,包括静态全局变量静态局部变量静态成员变量,以及可能的静态成员函数。根据提供的引用内容,我需要整合这些信息,并按照用户的要求分点说明,同时生成相关问题。首先,静态全局变量。根据引用1,静态全局变量是在文件作用域内使用static修饰的变量,比如static intglobal_s;。它的作用域仅限于当前文件,这可以防止命名冲突。需要解释这一点,并说明其存储位置在全局数据区,生命周期到程序结束。 接下来是静态局部变量,出现在函数内部,如static intlocal_s;。这类变量虽然作用域在函数内,但生命周期延长到整个程序运行期间,且只会初始化一次。这个特性常用于需要保持状态的函数,比如计数器。需要举例说明,比如引用中的例子,每次调用函数时变量不会重新初始化。然后是静态成员变量,属于类的成员,而不是对象。引用3提到,静态成员变量需要在类外定义和初始化,比如在cpp文件中constint base::_i=10;。访问规则遵守类的访问权限,但初始化时不受限制。静态成员变量被所有类实例共享,适合用于统计实例数量或共享配置信息。 此外,静态成员函数也是需要考虑的,虽然用户没有直接问,但可能需要简要提及。静态成员函数只能访问静态成员变量,不能访问非静态成员,因为它们没有this指针。 现在需要确保回答结构清晰,分点列出每个类型的静态变量,并说明其作用域、生命周期、存储位置和典型应用。同时,要检查是否符合用户的要求:使用中文,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,但这里可能用不上太多数学公式,除非涉及计算示例。但如果有,比如举例时用到计算,需正确应用格式。 生成相关问题部分,需要围绕静态变量的特性、使用场景、注意事项以及与其他变量的对比来提问。例如,如何初始化静态成员变量静态局部变量与普通局部变量的区别?静态全局变量与普通全局变量的区别?静态成员函数的作用?等等。 另外,要注意引用提供的资料。引用1给出了静态全局变量静态局部变量静态成员变量的示例;引用2讨论了全局变量静态局部变量的区别;引用3详细说明了静态成员变量的定义和初始化。需要正确引用这些内容,并在适当的位置添加引用标识,如[^1]、[^2]、[^3]。需要避免错误,比如静态成员变量的初始化不能在头文件中,必须在类外完成,尤其是非整型静态成员。例如,引用3中提到,在类体中声明,然后在cpp文件中定义和初始化。同时,静态局部变量的初始化只发生一次,即使函数多次调用。可能还需要提到静态变量的线程安全问题,但用户的问题可能不涉及,所以暂时不深入。重点放在使用和特性上。总结回答结构:先分四个部分介绍不同类型的静态变量,每个部分包括定义、作用域、生命周期、存储位置、使用场景,并举例代码。然后生成相关问题,如初始化方法、区别、应用场景等。 现在开始组织语言,确保符合要求,使用中文,行内代码用反引号,正确引用,结构清晰。可能还需要检查是否有遗漏,比如是否覆盖了所有类型的静态变量,是否每个特性都解释清楚。</think>### C++静态变量的使用与特性 C++中的静态变量根据作用域和声明位置分为四种类型,具有不同的生命周期和访问规则[^1][^2][^3]: #### 1. **静态全局变量** - **定义**:在文件作用域内用`static`修饰的变量,例如: ```cpp static int global_s; // 静态全局变量 ``` - **特性**: - **作用域**:仅在当前文件可见,避免命名冲突[^1]。 - **生命周期**:程序启动时分配内存,结束时释放(存储在全局数据区)。 - **典型应用**:实现文件内部共享数据,但不暴露给其他文件[^2]。 #### 2. **静态局部变量** - **定义**:在函数内部用`static`修饰的变量,例如: ```cpp void func() { static int local_s; // 静态局部变量 } ``` - **特性**: - **作用域**:仅限于函数内部。 - **生命周期**:首次调用函数时初始化,程序结束时释放(存储在全局数据区),后续调用保留值[^2]。 - **典型应用**:实现跨函数调用的状态保持(如计数器)。 #### 3. **静态成员变量** - **定义**:在类内部声明,用`static`修饰的成员变量,例如: ```cpp class Test { private: static int test_s; // 静态成员变量 }; ``` - **特性**: - **作用域**:属于类而非对象,所有实例共享同一变量[^3]。 - **初始化**:需在类外单独定义(通常在`.cpp`文件中),例如: ```cpp int Test::test_s = 0; // 类外初始化 ``` - **访问规则**:受`public/protected/private`限制,但初始化时可绕过访问权限[^3]。 - **典型应用**:统计类实例数量、共享配置参数。 #### 4. **成员函数中的静态局部变量** - **定义**:在类的成员函数内部用`static`修饰的变量,例如: ```cpp void Test::funcTest() { static int t_local_s; // 成员函数中的静态局部变量 } ``` - **特性**: - 行为与普通静态局部变量一致,但作用域限定在成员函数内。 - **典型应用**:在类方法中保持局部状态(如缓存)。 --- ### 关键特性总结 | 类型 | 作用域 | 生命周期 | 存储位置 | |---------------------|----------------|----------------|---------------| | 静态全局变量 | 文件内 | 程序运行期 | 全局数据区 | | 静态局部变量 | 函数内 | 程序运行期 | 全局数据区 | | 静态成员变量 | 类作用域 | 程序运行期 | 全局数据区 | ---
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