（转）static 变量

一、 static 变量

static变量大致分为三种用法
1. 用于局部变量中,成为静态局部变量. 静态局部变量有两个用法,记忆功能和全局生存期.
2. 用于全局变量,主要作用是限制此全局变量被其他的文件调用.
3. 用于类中的成员.表示这个成员是属于这个类但是不属于类中任意特定对象

1. 静态局部变量
静态局部变量属于静态存储方式，它具有以下特点：
•该变量在全局数据区分配内存；
•静态局部变量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；
•静态局部变量一般在声明处初始化，如果没有显式初始化，会被程序自动初始化为0；
•它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。但其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；

根据静态局部变量的特点， 可以看出它是一种生存期为整个源程序的量。虽然离开定义它的函数后不能使用，但如再次调用定义它的函数时，它又可继续使用， 而且保存了前次被调用后留下的值。 因此，当多次调用一个函数且要求在调用之间保留某些变量的值时，可考虑采用静态局部变量。虽然用全局变量也可以达到上述目的，但全局变量有时会造成意外的副作用，因此仍以采用局部静态变量为宜。

举例如下：
int fun() {
static int a = 1;
a++;
}
在第一次进入这个函数的时候，变量a被初始化为1！并接着自增1，以后每次进入该函数，a就不会被再次初始化了，仅进行自增1的操作；在static发明前，要达到同样的功能，则只能使用全局变量：
int a = 1;
int fun() {
a++;
}

 

2.静态全局变量
全局变量(外部变量)的说明之前再冠以static 就构成了静态的全局变量。全局变量本身就是静态存储方式， 静态全局变量当然也是静态存储方式。 这两者在存储方式上并无不同。这两者的区别虽在于非静态全局变量的作用域是整个源程序， 当一个源程序由多个源文件组成时，非静态的全局变量在各个源文件中都是有效的。 而静态全局变量则限制了其作用域， 即只在定义该变量的源文件内有效， 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由于静态全局变量的作用域局限于一个源文件内，只能为该源文件内的函数公用， 因此可以避免在其它源文件中引起错误。从以上分析可以看出， 把局部变量改变为静态变量后是改变了它的存储方式即改变了它的生存期。把全局变量改变为静态变量后是改变了它的作用域， 限制了它的使用范围。因此static 这个说明符在不同的地方所起的作用是不同的。

静态全局变量有以下特点：
•该变量在全局数据区分配内存；
•未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0（自动变量的值是随机的，除非它被显式初始化）；
•静态全局变量在声明它的整个文件都是可见的，而在文件之外是不可见的；　

静态全局变量的作用：

a.不必担心其它源文件使用相同变量名，彼此相互独立；

b.在某源文件中定义的静态全局变量不能被其他源文件使用或修改。

 

3.static的类成员变量

static关键字有两种意思,你看上下文来判断

a,表示变量是静态存储变量，表示变量存放在静态存储区.

b,表示该变量是内部连接(这种情况是指该变量不在任何{}之内,就象全局变量那样,这时候加上static),也就是说在其它的.cpp文件中,该变量是不可见的(你不能用).

在类内数据成员的声明前加上关键字static，该数据成员就是类内的静态数据成员。先举一个静态数据成员的例子。
//Example 1
#include <iostream.h>
class Myclass
{
public:
Myclass(int a,int b,int c);
void GetSum();
private:
int a,b,c;
static int Sum;//声明静态数据成员
};
int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员

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="<<Sum<<endl;
}

void main()
{
Myclass M(1,2,3);
M.GetSum();
Myclass N(4,5,6);
N.GetSum();
M.GetSum();

}

可以看出，静态数据成员有以下特点：
•对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个，静态数据成员在程序中也只有一份拷贝，由该类型的所有对象共享访问。也就是说，静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说，静态数据成员只分配一次内存，供所有对象共用。所以，静态数据成员的值对每个对象都是一样的，它的值可以更新；
•静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间，所以不能在类声明中定义（也不能通过构造函数进行初始化，只有静态常量能在类中初始化）。在Example 1中，语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员；
•静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；
•因为静态数据成员在全局数据区分配内存，属于本类的所有对象共享，所以，它不属于特定的类对象，在没有产生类对象时其作用域就可见，即在没有产生类的实例时，我们就可以操作它；
•静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式为：
＜数据类型＞＜类名＞::＜静态数据成员名＞=＜值＞
•类的静态数据成员有两种访问形式：
＜类对象名＞.＜静态数据成员名＞ 或 ＜类类型名＞::＜静态数据成员名＞
如果静态数据成员的访问权限允许的话（即public的成员），可在程序中，按上述格式来引用静态数据成员 ；
•静态数据成员主要用在各个对象都有相同的某项属性的时候。比如对于一个存款类，每个实例的利息都是相同的。所以，应该把利息设为存款类的静态数据成员。这有两个好处，第一，不管定义多少个存款类对象，利息数据成员都共享分配在全局数据区的内存，所以节省存储空间。第二，一旦利息需要改变时，只要改变一次，则所有存款类对象的利息全改变过来了；
•同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：
1.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它全局名字冲突的可能性；
2.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；

二、static 函数 —— 内部函数和外部函数

当一个源程序由多个源文件组成时，Ｃ语言根据函数能否被其它源文件中的函数调用，将函数分为内部函数和外部函数。
1 内部函数（又称静态函数）
如果在一个源文件中定义的函数，只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用，这种函数称为内部函数。
定义一个内部函数，只需在函数类型前再加一个“static”关键字即可，如下所示：
static 函数类型 函数名(函数参数表)
{……}
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。

2 外部函数
外部函数的定义：在定义函数时，如果没有加关键字“static”，或冠以关键字“extern”，表示此函数是外部函数：
[extern] 函数类型 函数名(函数参数表)
{……}
调用外部函数时，需要对其进行说明：
[extern] 函数类型 函数名(参数类型表)[，函数名2(参数类型表2)……]；

[案例]外部函数应用。
（1）文件mainf.c
main()
{ extern void input(…),process(…),output(…);
input(…); process(…); output(…);
}

（2）文件subf1.c
……
extern void input(……) /*定义外部函数*/
{……}
（3）文件subf2.c
……
extern void process(……) /*定义外部函数*/
{……}
（4）文件subf3.c
……
extern void output(……) /*定义外部函数*/
{……}

 

静态成员函数

与静态数据成员一样，我们也可以创建一个静态成员函数，它为类的全部服务而不是为某一个类的具体对象服务。静态成员函数与静态数据成员一样，都是类的内部实现，属于类定义的一部分。普通的成员函数一般都隐含了一个this指针，this指针指向类的对象本身，因为普通成员函数总是具体的属于某个类的具体对象的。通常情况下，this是缺省的。如函数fn()实际上是this->fn()。但是与普通函数相比，静态成员函数由于不是与任何的对象相联系，因此它不具有this指针。从这个意义上讲，它无法访问属于类对象的非静态数据成员，也无法访问非静态成员函数，它只能调用其余的静态成员函数。下面举个静态成员函数的例子。
//Example 2
#include <iostream.h>
class Myclass
{
public:
Myclass(int a,int b,int c);
static void GetSum();/声明静态成员函数
private:
int a,b,c;
static int Sum;//声明静态数据成员
};
int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员

Myclass::Myclass(int a,int b,int c)
{
this->a=a;
this->b=b;
this->c=c;
Sum+=a+b+c; //非静态成员函数可以访问静态数据成员
}

void Myclass::GetSum() //静态成员函数的实现
{
// cout<<a<<endl; //错误代码，a是非静态数据成员
cout<<"Sum="<<Sum<<endl;
}

void main()
{
Myclass M(1,2,3);
M.GetSum();
Myclass N(4,5,6);
N.GetSum();
Myclass::GetSum();
}

 

关于静态成员函数，可以总结为以下几点：

•出现在类体外的函数定义不能指定关键字static；
•静态成员之间可以相互访问，包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数；
•非静态成员函数可以任意地访问静态成员函数和静态数据成员；
•静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员；
•由于没有this指针的额外开销，因此静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少许的增长；
•调用静态成员函数，可以用成员访问操作符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数，也可以直接使用如下格式：
＜类名＞::＜静态成员函数名＞（＜参数表＞）
调用类的静态成员函数。

备注：结构体或者类中的静态成员不对结构体或者类的大小产生影响，因为静态变量的存储位置与结构体或者类的实例地址无关。

 

例：Class Test{int a;static double c}; //sizeof(Test)=4.