static在C和C++中各代表什么含义?
2013-08-16 22:09
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static关键字有三种使用方式,其中前两种只指在C语言中使用,第三种在C++中使用。
1. 局部静态变量(C)
2. 外部静态变量/函数(C)
3. 静态数据成员/成员函数(C++)
一、 局部静态变量
局部变量按照存储形式可以分为三种,分别是auto、static、register。
与auto类型(普通)局部变量相比,static有三点不同:
1. 存储空间分配不同
auto类型分配在栈上,属于动态存储类别,占动态存储空间,函数调用结束后自动释放;
static类型分配在静态存储区,在程序整个运行期间都不释放;
两者作用域相同,但是生存期不同。
2. static局部变量在初次运行时进行初始化工作,且只初始化一次。
3. 对于局部静态变量,如果不赋初值,编译期会自动赋初值0或者空;
auto类型的初值是不确定的。
对于C++的类对象例外,class的对象实例如果不初始化,则会自动调用默认构造函数,不管是不是static类型。
特点:static局部变量的“记忆性”与生存期的“全局性”
所谓“记忆性”是指在两次函数调用时,在第二次调用进入时,能保持第一次调用退出时的值。
示例程序一
利用生存期的”全局性“改善return a pointer / reference to a local object的问题,local object的问题在于退出函数时,生存期就结束,局部变量就会被销毁;利用static就可以延长局部变量的生存期。
示例程序二
1. “记忆性”是程序运行很重要的一点就是可重复性,而static变量的“记忆性”破坏了可重复性,造成不同时刻同一函数的运行结果不同。
2. “生存期”全局性和唯一性。 普通的局部变量在栈上分配空间,因此每次调用函数时,分配的空间都可能不一样,而static具有全局唯一性的特点,每次调用时都指向同一块内存,这就造成一个很重要的问题---不可重入性!!!
在多线程或者递归程序中要特别注意。
二、 外部静态变量/函数
在C中static的第二种含义:用来表示不能被其它文件访问的全局变量和函数。
此处static的含义是指对函数的作用域仅仅局限于本文件(所以又称为内部函数)。
注意:对于外部(全局)变量,不论是否有static限制,它的存储区域都是在静态存储区,生存期都是全局的,此时的static只是起作用域限制作用,限制作用域在本文件内部。
使用内部函数的好处是:不同的人编写不同的函数时,不用担心函数同名问题。
示例程序三
C++重用了这个关键字,它表示属于一个类而不是属于此类的任何特定的对象的变量和函数。
静态类成员包括静态数据成员和静态函数成员。
1. 静态数据成员
类体中的数据成员的声明前加上static关键字,该数据成员就成为了该类的静态数据成员。和其他数据成员一样,静态数据成员也遵守public/protected/private访问规则。同时静态数据成员还具有以下特点。
1) 静态数据成员的定义
静态数据成员实际上是类域中的全局变量。所以,静态数据成员的定义(初始化)不应该被放在头文件中。其定义方式与全局变量相同。举例如下:
xxx.h文件
class base
{
private:
static const int _i; //声明,标准c++支持有序类型在类体中初始化,但vc6不支持。
};
xxx.cpp文件
const int base::_i = 10; //定义(初始化)时不受private和protected访问限制. 注:不要试图在头文件中定义(初始化)静态数据成员。在大多数情况下,这会引起重复定义。即使加上#ifndef #define #endif或者#pragma once也不行。
2) 静态数据成员被类的所有对象所共享,包括该类的派生类的对象。
3) 静态数据成员可以成为成员函数的可选参数,而普通数据成员则不可以。
静态数据成员的值在const成员函数中可以被合法的改变。举例如下:
1).静态成员函数的地址可用普通函数指针储存,而普通成员函数地址需要用类成员函数指针来储存。举例如下:
3).静态成员函数不可以同时声明为 virtual、const、volatile函数。举例如下:
最后要说的一点是,静态成员是可以独立访问的,也就是说,无须创建任何对象实例就可以访问。
static关键字有三种使用方式,其中前两种只指在C语言中使用,第三种在C++中使用。
1. 局部静态变量(C)
2. 外部静态变量/函数(C)
3. 静态数据成员/成员函数(C++)
一、 局部静态变量
局部变量按照存储形式可以分为三种,分别是auto、static、register。
与auto类型(普通)局部变量相比,static有三点不同:
1. 存储空间分配不同
auto类型分配在栈上,属于动态存储类别,占动态存储空间,函数调用结束后自动释放;
static类型分配在静态存储区,在程序整个运行期间都不释放;
两者作用域相同,但是生存期不同。
2. static局部变量在初次运行时进行初始化工作,且只初始化一次。
3. 对于局部静态变量,如果不赋初值,编译期会自动赋初值0或者空;
auto类型的初值是不确定的。
对于C++的类对象例外,class的对象实例如果不初始化,则会自动调用默认构造函数,不管是不是static类型。
特点:static局部变量的“记忆性”与生存期的“全局性”
所谓“记忆性”是指在两次函数调用时,在第二次调用进入时,能保持第一次调用退出时的值。
示例程序一
#include <iostream> using namespace std; void staticLocalVar() { static int a = 0; cout<<"a="<<++a<<endl; } int main() { staticLocalVar(); // a=1 staticLocalVar(); // a=2 system("pause"); return 0; }应用:利用“记忆性”记录函数调用的次数(示例程序一)
利用生存期的”全局性“改善return a pointer / reference to a local object的问题,local object的问题在于退出函数时,生存期就结束,局部变量就会被销毁;利用static就可以延长局部变量的生存期。
示例程序二
// IP address to string format // Used in Ethernet Frame and IP Header analysis const char * IpToStr(UINT32 IpAddr) { static char strBuff[16]; // static局部变量, 用于返回地址有效 const unsigned char *pChIP = (const unsigned char *)&IpAddr; sprintf(strBuff, "%u.%u.%u.%u", pChIP[0], pChIP[1], pChIP[2], pChIP[3]); return strBuff; }注意事项:
1. “记忆性”是程序运行很重要的一点就是可重复性,而static变量的“记忆性”破坏了可重复性,造成不同时刻同一函数的运行结果不同。
2. “生存期”全局性和唯一性。 普通的局部变量在栈上分配空间,因此每次调用函数时,分配的空间都可能不一样,而static具有全局唯一性的特点,每次调用时都指向同一块内存,这就造成一个很重要的问题---不可重入性!!!
在多线程或者递归程序中要特别注意。
二、 外部静态变量/函数
在C中static的第二种含义:用来表示不能被其它文件访问的全局变量和函数。
此处static的含义是指对函数的作用域仅仅局限于本文件(所以又称为内部函数)。
注意:对于外部(全局)变量,不论是否有static限制,它的存储区域都是在静态存储区,生存期都是全局的,此时的static只是起作用域限制作用,限制作用域在本文件内部。
使用内部函数的好处是:不同的人编写不同的函数时,不用担心函数同名问题。
示例程序三
//file1.cpp static int varA; int varB; extern void funA() { } static void funB() { } //file2.cpp extern int varB; // 使用file1.cpp中定义的全局变量 extern int varA; // 错误! varA是static类型, 无法在其他文件中使用 extern void funA(); // 使用file1.cpp中定义的函数 extern void funB(); // 错误! 无法使用file1.cpp文件中static函数三、 静态数据成员/成员函数(C++特有)
C++重用了这个关键字,它表示属于一个类而不是属于此类的任何特定的对象的变量和函数。
静态类成员包括静态数据成员和静态函数成员。
1. 静态数据成员
类体中的数据成员的声明前加上static关键字,该数据成员就成为了该类的静态数据成员。和其他数据成员一样,静态数据成员也遵守public/protected/private访问规则。同时静态数据成员还具有以下特点。
1) 静态数据成员的定义
静态数据成员实际上是类域中的全局变量。所以,静态数据成员的定义(初始化)不应该被放在头文件中。其定义方式与全局变量相同。举例如下:
xxx.h文件
class base
{
private:
static const int _i; //声明,标准c++支持有序类型在类体中初始化,但vc6不支持。
};
xxx.cpp文件
const int base::_i = 10; //定义(初始化)时不受private和protected访问限制. 注:不要试图在头文件中定义(初始化)静态数据成员。在大多数情况下,这会引起重复定义。即使加上#ifndef #define #endif或者#pragma once也不行。
2) 静态数据成员被类的所有对象所共享,包括该类的派生类的对象。
#include <iostream> using namespace std; class base { public: static int _num; //声明 }; int base::_num = 0; //静态数据成员的真正定义 class derived : public base { }; int main() { base a; derived b; a._num++; cout<<"base class static data number _num is "<<a._num<<endl; // 1 b._num++; cout<<"derived class static data number _num is "<<b._num<<endl;// 2 system("pause"); return 0; }
3) 静态数据成员可以成为成员函数的可选参数,而普通数据成员则不可以。
class base { public: static int _staticVar; int _var; void foo1(int i = _staticVar);//正确,_staticVar为静态数据成员 void foo2(int i = _var);//错误,_var为普通数据成员 };4)★静态数据成员的类型可以是所属类的类型,而普通数据成员则不可以。普通数据成员的只能声明为所属类类型的指针或引用。举例如下:
class base { public: static base _object1;//正确,静态数据成员 base object2;//错误 base *pObject;//正确,指针 base &mObject;//正确,引用 };5).★这个特性,我不知道是属于标准c++中的特性,还是vc6自己的特性。
静态数据成员的值在const成员函数中可以被合法的改变。举例如下:
class base { public: base() { _i = 0; _val = 0; } mutable int _i; static int _staticVal; int _val; void test() const { _i++;//正确,mutable数据成员 _staticVal++;//正确,static数据成员 _val++;//错误 } }; int base::_staticVal = 0;2 静态成员函数
1).静态成员函数的地址可用普通函数指针储存,而普通成员函数地址需要用类成员函数指针来储存。举例如下:
class base { static int func1(); int func2(); }; int (*pf1)() = &base::func1; //普通的函数指针 int (base::*pf2)() = &base::func2; //成员函数指针2).静态成员函数不可以调用类的非静态成员。因为静态成员函数不含this指针。
3).静态成员函数不可以同时声明为 virtual、const、volatile函数。举例如下:
class base { virtual static void func1();//错误 static void func2() const;//错误 static void func3() volatile;//错误 };
最后要说的一点是,静态成员是可以独立访问的,也就是说,无须创建任何对象实例就可以访问。
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