static 全解

原文地址:http://blog.csdn.net/caiqinghua0201/article/details/6076333

1. 问题产生

#if 1

typedef double Unit

#else

struct Unit

{

    double unit;

    Unit(_unit)

    {if (_unit < 0);

      unit = _unit;}

}

#endif

在代码用静态变量来表示一个单位，所以需要在头文件中定义。

 

2. 利弊分析

 

对于存储位置：静态变量的效果和全局变量的效果是一样的，他们都保存在全局数据区。频繁使用其实效率更高，如果定义的静态变量不用，那就会浪费内存，因为全局数据区生命周期是从程序运行到结束。

局部变量：每次栈上都要为局部变量分配空间，因此局部变量太多会影响效率，但是其回收方便，对于稳定性要求高的系统来说，这样的操作会更可靠。

全局变量（包含静态变量）：其空间会在程序启动时分配好，因此不用不停的分配，频繁使用更好（当然多线程下要同步则会更复杂）。另一点就是它会实实在在的一直占用内存，如果需要太大的内存，同时又不会频繁使用，则建议使用堆变量（特别是嵌入式下内存往往不够用）

堆变量：可动态回收的内存，这样可以实现内存使用效率最大化，但是内存的分配和管理是需要付出时间的代价，而且使用要比较谨慎，否则容易内存泄露，管理很困难。

 

函数内的静态变量，说明只有这个函数才用到。只暴露给需要用的人，是一个编码的好习惯。

 

 

问：

 一般来说，静态全局变量只应该定义在实现文件中，但有时由于一些特殊的目的，也可能定义在头文件中。比如在有些标准库的实现中，就用这种方法来初始化标准流cin, cout，或者在在tr1库中，也用这种方法来定义占位符。每一个包含该头文件的实现文件中都拥有该变量的一份拷贝，这些变量放在运行体的data段或者bss段。

   比如下面这个变量定义在一个头文件中：

static int data[1024*1024];
 

   我把这个文件同时包含在几个cpp文件中，按我的理解，这个程序占用的内存应该显著增大，但是，从实际运行结果来看，并没有变化，生成的exe文件大小也没有变化，这是因为延迟加载呢，还是被编译器优化掉了？有没有明白的达人解释一下。

 

答：

这不是编译器的问题，而是OS的virtual memeory管理机制导致的

数据在实际使用之前，是不会占用内存的——缺页异常处理程序会为数据分配需要的内存。

 

 

static变量和函数

 

static的全部用法 

要理解static，就必须要先理解另一个与之相对的关键字，很多人可能都还不知道有这个关键字，那就是auto，其实我们通常声明的不用static修饰的变量，都是auto的，因为它是默认的，就象short和long总是默认为int一样；我们通常声明一个变量： 

int a; 

string s; 

其实就是： 

auto int a; 

auto string s; 

而static变量的声明是： 

static int a; 

static string s; 

这样似乎可以更有利于理解auto和static是一对成对的关键字吧，就像private，protected，public一样；

对于static的不理解，其实就是对于auto的不理解，因为它是更一般的；有的东西你天天在用，但未必就代表你真正了解它；auto的含义是由程序自动控制变量的生存周期，通常指的就是变量在进入其作用域的时候被分配，离开其作用域的时候被释放；而static就是不auto，变量在程序初始化时被分配，直到程序退出前才被释放；也就是static是按照程序的生命周期来分配释放变量的，而不是变量自己的生命周期；所以，像这样的例子： 

void func() 

{ 

int a; 

static int b; 

} 

每一次调用该函数，变量a都是新的，因为它是在进入函数体的时候被分配，退出函数体的时候被释放，所以多个线程调用该函数，都会拥有各自独立的变量a，因为它总是要被重新分配的；而变量b不管你是否使用该函数，在程序初始化时就被分配的了，或者在第一次执行到它的声明的时候分配（不同的编译器可能不同），所以多个线程调用该函数的时候，总是访问同一个变量b，这也是在多线程编程中必须注意的！ 

static的全部用法： 

1．类的静态成员： 

class A 

{ 

private: 

static int s_; 

}; 

在cpp中必须对它进行初始化： 

int A::s_ = 0;// 注意，这里没有static的修饰！ 

类的静态成员是该类所有实例的共用成员，也就是在该类的范畴内是个全局变量，也可以理解为是一个名为A::s_的全局变量，只不过它是带有类安全属性的；道理很简单，因为它是在程序初始化的时候分配的，所以只分配一次，所以就是共用的； 

类的静态成员必须初始化，道理也是一样的，因为它是在程序初始化的时候分配的，所以必须有初始化，类中只是声明，在cpp中才是初始化，你可以在初始化的代码上放个断点，在程序执行main的第一条语句之前就会先走到那；如果你的静态成员是个类，那么就会调用到它的构造函数； 

2．类的静态函数： 

class A 

{ 

private: 

static void func(int ); 

}; 

实现的时候也不需要static的修饰，因为static是声明性关键字； 

类的静态函数是在该类的范畴内的全局函数，不能访问类的私有成员，只能访问类的静态成员，不需要类的实例即可调用；实际上，它就是增加了类的访问权限的全局函数：void A::func(int)； 

静态成员函数可以继承和覆盖,但无法是虚函数; 

3．只在cpp内有效的全局变量： 

在cpp文件的全局范围内声明： 

static int g_ = 0; 

这个变量的含义是在该cpp内有效，但是其他的cpp文件不能访问这个变量；如果有两个cpp文件声明了同名的全局静态变量，那么他们实际上是独立的两个变量； 

如果不使用static声明全局变量： 

int g_ = 0; 

那么将无法保证这个变量不被别的cpp共享，也无法保证一定能被别的cpp共享，因为要让多个cpp共享一个全局变量，应将它声明为extern（外部）的；也有可能编译会报告变量被重复定义；总之不建议这样的写法，不明确这个全局变量的用法； 

如果在一个头文件中声明： 

static int g_vaule = 0; 

那么会为每个包含该头文件的cpp都创建一个全局变量，但他们都是独立的；所以也不建议这样的写法，一样不明确需要怎样使用这个变量，因为只是创建了一组同名而不同作用域的变量； 

这里顺便说一下如何声明所有cpp可共享的全局变量，在头文件里声明为extern的： 

extern int g_; // 注意，不要初始化值！ 

然后在其中任何一个包含该头文件的cpp中初始化（一次）就好： 

int g_ = 0; // 初始化一样不要extern修饰，因为extern也是声明性关键字； 

然后所有包含该头文件的cpp文件都可以用g_这个名字访问相同的一个变量； 

4．只在cpp内有效的全局函数： 

在cpp内声明： 

static void func(); 

函数的实现不需要static修饰，那么这个函数只可在本cpp内使用，不会同其他cpp中的同名函数引起冲突；道理和如果不使用static会引起的问题和第3点一样；不要在头文件中声明static的全局函数，不要在cpp内声明非static的全局函数，如果你要在多个cpp中复用该函数，就把它的声明提到头文件里去，否则在cpp内部声明需要加上static修饰；在C语言中这点由为重要！