C/C++中的 static 变量和 static 函数

一、C语言中的静态变量

 

1、 全局静态变量

在全局变量之前加上关键字static，全局变量就被定义成为一个全局静态变量。

   1）内存中的位置：静态存储区（静态存储区在整个程序运行期间都存在）

  2）初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显示初始化）

   3）作用域：全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的。准确地讲从定义之处开始到文件结尾。

好处：

定义全局静态变量的好处：

<1>不会被其他文件所访问，修改

<2>其他文件中可以使用相同名字的变量，不会发生冲突。

2、局部静态变量

在局部变量之前加上关键字static，局部变量就被定义成为一个局部静态变量。

  1）内存中的位置：静态存储区

  2）初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显示初始化）

  3）作用域：作用域仍为局部作用域，当定义它的函数或者语句块结束的时候，作用域随之结束。

 注：当static用来修饰局部变量的时候，它就改变了局部变量的存储位置，从原来的栈中存放改为静态存储区。但是局部静态变量在离开作用域之后，并没有被销毁，而是仍然驻留在内存当中，直到程序结束，只不过我们不能再对他进行访问。

当static用来修饰全局变量的时候，它就改变了全局变量的作用域（在声明他的文件之外是不可见的），但是没有改变它的存放位置，还是在静态存储区中。

3、静态函数

在函数的返回类型前加上关键字static，函数就被定义成为静态函数。

  函数的定义和声明默认情况下是extern的，但静态函数只是声明在自己的文件当中可见，不能被其他文件所用。

定义静态函数的好处：

<1> 其他文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突

<2> 静态函数不能被其他文件所用。 存储说明符auto，register，extern，static，对应两种存储期：自动存储期和静态存储期。 auto和register对应自动存储期。具有自动存储期的变量在进入声明该变量的程序块时被建立，它在该程序块活动时存在，退出该程序块时撤销。

关键字extern和static用来说明具有静态存储期的变量和函数。用static声明的局部变量具有静态存储持续期 （static storage duration），或静态范围（static extent）。虽然他的值在函数调用之间保持有效，但是其名字的可视性仍限制在其局部域内。静态局部对象在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化。

 

由于static变量的以上特性，可实现一些特定功能。

1． 统计次数功能

声明函数的一个局部变量，并设为static类型，作为一个计数器，这样函数每次被调用的时候就可以进行计数。这是统计函数被调用次数的最好的办法，因为这个变量是和函数息息相关的，而函数可能在多个不同的地方被调用，所以从调用者的角度来统计比较困难。

2、C语言中使用静态函数的好处：

静态函数会被自动分配在一个一直使用的存储区，直到退出应用程序实例，避免了调用函数时压栈出栈，速度快很多。 

关键字“static”，译成中文就是“静态的”，所以内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件。 使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有关系。 

附：

C程序由下列部分组成：

      1）正文段——CPU执行的机器指令部分；一个程序只有一个副本；只读，防止程序由于意外事故而修改自身指令；    

  2）初始化数据段（数据段）——在程序中所有赋了初值的全局变量，存放在这里。    

  3）非初始化数据段（bss段）——在程序中没有初始化的全局变量；内核将此段初始化为0。     

  4）栈——增长方向：自顶向下增长；自动变量以及每次函数调用时所需要保存的信息（返回地址；环境信息）。      

  5）堆——动态存储分配。

 

二、C++类中的静态类成员

包括静态数据成员和静态函数成员两部分。 

（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。在大多数的情况下，这样做会引起重复定义这样的错误。即使加上#ifndef#define #endif或者#pragmaonce也不行。 

2.静态数据成员被类所有对象所共享，包括该类派生类的对象。即派生类对象与基类对象共享基类的静态数据成员。举例如下： 

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{ 

}; 

main() 

{ 

base a; 

derived b; 

a._num++; 

cout<<"base class static data number _numis"<<a._num<<endl; 

b._num++; 

cout<<"derived class static data number _numis"<<b._num<<endl; 

} 

// 结果为1,2;可见派生类与基类共用一个静态数据成员。 

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。举例如下： 

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 

}; 

（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。