C++ 的 static 有兩種用法: 面向過程程序設(shè)計(jì)中的static 和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的 static. 前者應(yīng)用于普通變量和函數(shù), 不涉及類; 后者主要說明 static 在類中的作用.
一. 面向過程涉及中的 static
-
靜態(tài)全局變量
在全局變量前, 加上關(guān)鍵字 static, 該變量就被定義成為一個(gè)靜態(tài)全局變量.
<pre>
// Example 1
.#include <--->
void fn();
static int n; // 定義靜態(tài)全局變量
void main() {
n = 20;
cout << n << endl;
fn();
}
void fn() {
n++;
cout << n << endl;
}
</pre>
注意:
靜態(tài)全局變量有以下特點(diǎn):
1 . 該變量在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存;
2 . 未經(jīng)初始化的靜態(tài)全局變量會(huì)被程序自動(dòng)初始化為0(自動(dòng)變量的值是隨機(jī)的, 除非被顯示的初始化);
3 . 靜態(tài)變量在聲明它的整個(gè)文件都是可見的, 而在文件外是不可見的;
4 . 靜態(tài)變量全都在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存, 包括后面將要提到的靜態(tài)局部變量. 對(duì)于一個(gè)完整的程序, 在內(nèi)存中的分布情況如下:一般程序的由 new 產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存放在堆區(qū), 函數(shù)內(nèi)部的自動(dòng)變量存放在棧區(qū). 自動(dòng)變量一般會(huì)隨著函數(shù)的退出而釋放空間, 靜態(tài)數(shù)據(jù)(幾時(shí)是函數(shù)內(nèi)部的靜態(tài)局部變量)也會(huì)存放在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū). 全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)并不會(huì)因?yàn)楹瘮?shù)的退出而釋放空間.
屏幕快照 2017-05-10 09.44.44.png
2 . 靜態(tài)局部變量
在局部變量前, 加上關(guān)鍵字 static, 該變量就被定義成為一個(gè)靜態(tài)局部變量.
<pre>
// Example 2
.#include <—>
void fn();
void main() {
fn();
fn();
fn();
}
void fn() {
static int n = 10;
n++;
cout << n << endl;
}
</pre>
通常, 在函數(shù)體內(nèi)定義了一個(gè)變量, 每當(dāng)程序運(yùn)行到該語句是都會(huì)給該局部變量分配內(nèi)存. 但隨著程序退出函數(shù)體, 系統(tǒng)就會(huì)收回棧區(qū)內(nèi)存, 局部變量也相應(yīng)失效.
但有時(shí)候我們需要在兩次調(diào)用之間對(duì)變量的值進(jìn)行保存. 通常的想法是定義一個(gè)全局變量來實(shí)現(xiàn). 但這樣一來, 變量已經(jīng)不再屬于函數(shù)本身了, 不再受函數(shù)的控制, 給程序的維護(hù)帶來不便.
靜態(tài)局部變量正好解決這個(gè)問題. 靜態(tài)局部變量保存在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū), 而不是保存在棧中, 每次的值保持到下一次調(diào)用, 直到下次賦新值.
靜態(tài)局部變量有以下特點(diǎn):
1. 該變量在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存;
2. 靜態(tài)局部變量在程序執(zhí)行到該對(duì)象的聲明處被首次初始化, 即以后的函數(shù)調(diào)用不再進(jìn)行初始化;
3. 靜態(tài)局部變量一般在聲明處初始化, 如果沒有顯示初始化, 會(huì)被程序自動(dòng)初始化為0;
4. 它始終駐留在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū), 直到程序運(yùn)行結(jié)束. 但其作用域作為局部作用域, 當(dāng)定義它的函數(shù)或語句塊結(jié)束時(shí), 其作用域隨之結(jié)束.
3 . 靜態(tài)函數(shù)
在函數(shù)的返回類型前加上 static, 函數(shù)即被定義為靜態(tài)函數(shù). 靜態(tài)函數(shù)與普通函數(shù)不同, 它只能在聲明它的文件當(dāng)中可見, 不能被其他文件使用.
<pre>
// Example 3
.#include <—>
static vooid fn(); // 聲明靜態(tài)函數(shù)
void main() {
fn();
}
void fn() {
int n = 10;
cout << n << endl;
}
</pre>
定義靜態(tài)函數(shù)的好處:
1 . 靜態(tài)函數(shù)不能被其他文件使用;
2 . 其他文件中可以定義相同名字的函數(shù), 不會(huì)發(fā)生沖突;
二 . 面向?qū)ο蟮?static(類中的 static)
-
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
在類的內(nèi)部數(shù)據(jù)成員的聲明前加上 static, 該數(shù)據(jù)成員就是類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員.
<pre>
// Example 4
.#include <>
class MyClass {
public:
MyClass(int a, int b, int c);
void GetSum();
private:
int a, b, c;
static int sum; // 聲明靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
};
// class.cpp file
int MyClass::sum = 0; // 定義并初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
MyClass::MyClass(int a, int b, int c) {
this->a = a;
this->b = b;
this->c = c;
sum += a + b + c;
}
void MyClass::GetSum() {
cout << sum << endl;
}
// main.cpp file
void main() {
MyClass m(1, 2, 3);
m.GetSum();MyClass N(4, 5, 6);
N.GetSum();
m.GetSum();
}
</pre>
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有以下特點(diǎn):
1 . 對(duì)于非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員, 每個(gè)類對(duì)象都有自己的拷貝. 而靜態(tài)數(shù)據(jù)成員被當(dāng)做類的成員. 無論這個(gè)類的對(duì)象唄定義多少個(gè), 數(shù)據(jù)靜態(tài)成員在程序中也只有一份拷貝, 由該類型的所有對(duì)象共享訪問. 也就是說, 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是該類的所有對(duì)象所共有的. 對(duì)該類的多個(gè)對(duì)象來說, 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員值分配一次內(nèi)存, 供所有對(duì)象共用. 所以, 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值對(duì)每個(gè)對(duì)象都是一樣的, 它的值可以更新;
2 . 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員存儲(chǔ)在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū). 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員定義時(shí)要分配空間, 所以不能在類聲明中定義.
3 . 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和普通數(shù)據(jù)成員一樣遵從 public, private, protected 的訪問規(guī)則;
因?yàn)殪o態(tài)數(shù)據(jù)成員在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存, 屬于本類的所有對(duì)象共享, 所以, 它不屬于特定的類對(duì)象, 在沒有產(chǎn)生類對(duì)象時(shí), 其作用域就可見,即在沒有產(chǎn)生類的實(shí)例時(shí), 我們就可以操作它;
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化與一般數(shù)據(jù)成員初始化不同.
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有兩種訪問形式:
<類對(duì)象名>.<靜態(tài)數(shù)據(jù)成員>
<類類型名>::<靜態(tài)數(shù)據(jù)成員>
如果靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的訪問權(quán)限允許的話, 在程序中, 按上述格式來引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員;
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員主要用在各個(gè)對(duì)象都有相同的某項(xiàng)屬性的時(shí)候. 比如對(duì)于一個(gè)存款類, 每個(gè)實(shí)例的利息都是相同的. 所以, 應(yīng)該吧利息設(shè)為存款類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員. 這有兩個(gè)好處, 第一, 不管定義多少個(gè)存款類對(duì)象, 利息數(shù)據(jù)成員都共享分配在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)存, 所以節(jié)省存儲(chǔ)空間. 第二, 一旦利息需要改變時(shí), 只要改變一次, 則所有存款類對(duì)象的利息全都改變過來了;
同全局變量相比, 使用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有兩個(gè)優(yōu)勢:
1. 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員沒有進(jìn)入程序的全局名字空間, 因此不存在與程序中其他全局名字沖突的可能性;
2. 可以實(shí)現(xiàn)信息的隱蔽. 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可以是 private 成員, 而1全局變量不能;;
2 . 靜態(tài)成員函數(shù)
與靜態(tài)數(shù)據(jù)成員一樣, 我們也可以創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)成員函數(shù), 它為類的全部服務(wù)而不是作為某個(gè)類的具體對(duì)象服務(wù). 靜態(tài)成員函數(shù)與靜態(tài)數(shù)據(jù)成員一樣, 都是淚的內(nèi)部實(shí)現(xiàn), 屬于類定義的一部分. 普通的成員函數(shù)一般都隱含了一個(gè) this 指針, this 指針指向類的對(duì)象的本身, 因?yàn)槠胀ǔ蓡T函數(shù)總是具體的屬于某個(gè)類的具體對(duì)象的. 通常情況下, this 是缺省的. 如函數(shù) fn() 實(shí)際上是 this->fn(). 但是與普通函數(shù)相比, 靜態(tài)成員函數(shù)由于不是與任何的對(duì)象聯(lián)系, 因此它不具有 this 指針. 從這個(gè)意義上講,它無法訪問屬于類對(duì)象的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員, 也無法訪問飛靜態(tài)成員函數(shù), 它只能調(diào)用其余的靜態(tài)成員函數(shù).
<pre>
// Example 6
.#include <>
class MyClass {
public:
MyClass(int a, int b, int c);
static void GetSum(); // 聲明靜態(tài)成員函數(shù)
private:
int a, b, c;
static int sum; // 聲明靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
};
// cpp file
int MyClass::sum = 0; // 定義并初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
MyClass::MyClass(int a, int b, int c) {
this->a = a;
this->b = b;
this->c = c;
sum += a + b + c; // 非靜態(tài)成員函數(shù)可以訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
}
void MyClass::GetSum() {
cout << “sum:” << sum << endl;
}
// main file
voin main() {
MyClass M(1, 2, 3);
M.GetSum();
MyClass N(4, 5, 6);
N.GetSum();
MyClass::GetSum();
}
</pre>
關(guān)于靜態(tài)成員函數(shù):
1. 出現(xiàn)在類體外的函數(shù)定義不能指定 static;
2. 靜態(tài)成員之間可以相互訪問, 包括靜態(tài)成員函數(shù)訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和訪問靜態(tài)成員函數(shù);
3. 非靜態(tài)成員函數(shù)可以任意的訪問靜態(tài)成員函數(shù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)成員;
4. 靜態(tài)成員函數(shù)不能訪問非靜態(tài)的成員函數(shù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)成員;
5. 由于沒有 this 指針的額外開銷, 隱藏靜態(tài)成員函數(shù)與類的全局函數(shù)相比速度上少許的增長;
6. 調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù), 可以用成員訪問符(.)和(->)作為一個(gè)類的對(duì)象或指向類對(duì)象的指針調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù), 也可以直接使用類類型直接地調(diào)用.
<類類型>::<靜態(tài)成員函數(shù)>
