C++中的static关键字

本文详细解析了static关键字在不同上下文中的作用,包括局部变量、全局变量、全局函数以及类的成员变量和成员函数的使用,揭示了static如何影响变量的存储、生命周期和作用域。

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 特点1特点2

修饰局部变量

改变了局部变量的存储区(栈->静态存储区)以及生命周期(离开作用于之后,并未被销毁,仍然驻留在内存,直到程序销毁,但是我们不能再对它进行访问),但未改变作用域。

在全局数据区分配内存;

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;

一般在声明处初始化,如果没有显示初始化,会被程序自动化为0;

始终驻留在全局数据区,直到程序运行结束。

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。

修饰全局变量

并未改变存储位置及生命周期,而改变了作用域,使当前文件外的源文件无法访问该变量。

static int a;

在全局数据区分配内存;

若它未初始化,则会被程序自动初始化为0(自动变量的值是随机的,除非它被显示初始化);

在声明它的整个文件都是可见的,在文件外不可见。

修饰全局函数

并未改变存储位置及生命周期,而改变了作用域,使当前文件外的源文件无法访问该函数。

普通的全局静态函数

static 类型 函数名(){}

普通函数的定义和声明默认情况下是extern的,但静态函数只是在声明它的文件当中可见,不能被其他文件所用。

修饰类的成员变量

使其成为类的全局变量,被类的所有对象共享。

 

static的成员函数和成员变量是在类产生的时候分配的内存,产生于对象之前,故不能在static型函数中调用普通的成员变量和成员函数。

  与全局变量相比的优势:

a.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他全局名字冲突的可能性;

b.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。

修饰类的成员函数

所有对象共享该函数,函数属于类的,不需要创建对象即可访问;静态成员函数只能访问静态成员变量,不可访问非静态成员变量。

static int getCount() const;//这种在static后面加const的行为是非法的,因为加const的本质是在给this指针加一个const,但static型成员函数的里没有this指针,因为其是依托于类的,不是依托于对象的,this本质就是对象,这里不需要对象,所以没有this指针

 

### C++中`static`关键字的使用场景和作用 #### 局部静态变量 在函数内部定义的局部变量前加上`static`关键字,则此变量成为局部静态变量。这类变量的特点是在第一次初始化之后,其生命周期持续至程序结束,而不仅仅局限于所在函数执行期间。 ```cpp void func() { static int count = 0; // 初始化仅发生一次 ++count; } ``` 这种机制使得每次调用含有静态局部变量的函数时,该变量保留上次操作后的状态[^3]。 #### 全局静态变量 对于全局变量而言,如果在其声明之前添加`static`修饰符,则将其限定于当前编译单元(即`.cpp`文件),外部无法通过链接访问这些变量,从而保护了数据的安全性和独立性[^4]。 #### 静态函数 同样地,当`static`应用于函数返回类型的前面时,意味着该函数也具有类似的限制——只能在同一编译单元内被调用。这有助于防止不同源码之间可能出现的名字空间污染问题,并允许开发者创建私有接口来增强封装性。 #### 类中的静态成员 - **静态成员变量**: 它们不属于任何一个特定的对象实例,而是由整个类共享。因此,在任何对象实例化之前就可以对其进行赋值或读取。需要注意的是,尽管可以在类定义里声明它们,但实际的空间分配需放在类外完成。 ```cpp class MyClass { public: static int sharedValue; }; int MyClass::sharedValue = 100; // 实际上在这里进行了内存分配并设置初始值 ``` - **静态成员方法**: 这些方法也不依赖具体的对象实例,所以不能访问非静态的数据成员以及虚表等特性。不过,由于不需要传递隐式的`this`参数,所以在某些情况下效率更高一些[^5]。 #### 模块级静态实体 为了确保同一项目里的各个翻译单元能够各自维护自己的一份副本而不相互干扰,可以利用`static`来控制符号的作用域。比如在一个头文件中声明了一个带有`static`限定词的常量数组,那么每一个包含了这份头文件的地方都会获得一份独立拷贝而不是共用同一个地址空间的位置。
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