C 語(yǔ)言的 static 關(guān)鍵字有三種（具體來(lái)說(shuō)是兩種）用途：

1. 靜態(tài)局部變量：用于函數(shù)體內(nèi)部修飾變量，這種變量的生存期長(zhǎng)于該函數(shù)。

int foo(){ 
  static int i = 1; // note:1 
  //int i = 1; // note:2 
  i += 1; 
  return i; 
} 

要明白這個(gè)用法，我們首先要了解c/c++的內(nèi)存分布，以及static所在的區(qū)間。

對(duì)于一個(gè)完整的程序，在內(nèi)存中的分布情況如下圖：　

1.棧區(qū)： 由編譯器自動(dòng)分配釋放，像局部變量，函數(shù)參數(shù)，都是在棧區(qū)。會(huì)隨著作用于退出而釋放空間。
3.堆區(qū)：程序員分配并釋放的區(qū)域，像malloc(c),new(c++)
3.全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)(靜態(tài)區(qū))：全局變量和靜態(tài)便令的存儲(chǔ)是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。程序結(jié)束釋放。
4.代碼區(qū)

所以上面note:1的static是在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配的,那么它存在的意思是什么？又是什么時(shí)候初始化的呢？

首先回答第一個(gè)問(wèn)題：它存在的意義就是隨著第一次函數(shù)的調(diào)用而初始化，卻不隨著函數(shù)的調(diào)用結(jié)束而銷(xiāo)毀(如果把以上的note:1換成note:2,那么i就是在棧區(qū)分配了，會(huì)隨著foo的調(diào)用結(jié)束而釋放)。
那么第二個(gè)問(wèn)題也就浮出水面了，它是在第一次調(diào)用進(jìn)入note:1的時(shí)候初始化（當(dāng)初面試被坑過(guò)，我居然說(shuō)是一開(kāi)始就初始化了，汗！?。Ｇ抑怀跏蓟淮?，也就是你第二次調(diào)用foo(),不會(huì)繼續(xù)初始化，而會(huì)直接跳過(guò)。

那么它跟定義一個(gè)全局變量有什么區(qū)別呢，同樣是初始化一次，連續(xù)調(diào)用foo()的結(jié)果是一樣的，但是，使用全局變量的話，變量就不屬于函數(shù)本身了，不再僅受函數(shù)的控制，給程序的維護(hù)帶來(lái)不便。

　　靜態(tài)局部變量正好可以解決這個(gè)問(wèn)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。

那么我們總結(jié)一下，靜態(tài)局部變量的特點(diǎn)（括號(hào)內(nèi)為note:2,也就是局部變量的對(duì)比）：

（1）該變量在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存(局部變量在棧區(qū)分配內(nèi)存);
（2）靜態(tài)局部變量在程序執(zhí)行到該對(duì)象的聲明處時(shí)被首次初始化，即以后的函數(shù)調(diào)用不再進(jìn)行初始化(局部變量每次函數(shù)調(diào)用都會(huì)被初始化);
（3）靜態(tài)局部變量一般在聲明處初始化，如果沒(méi)有顯式初始化，會(huì)被程序自動(dòng)初始化為0(局部變量不會(huì)被初始化);
（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?yàn)榫植孔饔糜?，也就是不能在函?shù)體外面使用它(局部變量在棧區(qū)，在函數(shù)結(jié)束后立即釋放內(nèi)存);

2.靜態(tài)全局變量：定義在函數(shù)體外，用于修飾全局變量，表示該變量只在本文件可見(jiàn)。

static int i = 1; //note:3 
//int i = 1; //note:4 
int foo() 
{ 
  i += 1; 
  return i; 
} 

note:3和note:4有什么差異呢？你調(diào)用foo(),無(wú)論調(diào)用幾次，他們的結(jié)果都是一樣的。也就是說(shuō)在本文件內(nèi)調(diào)用他們是完全相同的。那么他們的區(qū)別是什么呢？
文件隔離！

假設(shè)我有一個(gè)文件a.c,我們?cè)傩陆ㄒ粋€(gè)b.c,內(nèi)容如下。

//file a.c 
//static int n = 15; //note:5 
int n = 15; //note:6 
//file b.c 
#include <stdio.h> 
extern int n; 
void fn() 
{ 
  n++; 
  printf("after: %d\n",n); 
} 
void main() 
{ 
  printf("before: %d\n",n); 
  fn(); 
} 

我們先使用note:6,也就是非靜態(tài)全局變量，發(fā)現(xiàn)輸出為:

before: 15
after: 16

也就是我們的b.c通過(guò)extern使用了a.c定義的全局變量。

那么我們改成使用note:5,也就是使用靜態(tài)全局變量呢？

gcc a.c b.c -o output.out

會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似undeference to "n"的報(bào)錯(cuò)，它是找不到n的，因?yàn)閟tatic進(jìn)行了文件隔離，你是沒(méi)辦法訪問(wèn)a.c定義的靜態(tài)全局變量的，當(dāng)然你用 #include "a.c",那就不一樣了。

以上我們就可以得出靜態(tài)全局變量的特點(diǎn)：

靜態(tài)全局變量不能被其它文件所用(全局變量可以);
其它文件中可以定義相同名字的變量，不會(huì)發(fā)生沖突(自然了，因?yàn)閟tatic隔離了文件，其它文件使用相同的名字的變量，也跟它沒(méi)關(guān)系了);

3.靜態(tài)函數(shù)：準(zhǔn)確的說(shuō)，靜態(tài)函數(shù)跟靜態(tài)全局變量的作用類(lèi)似：

//file a.c 
#include <stdio.h> 
void fn() 
{ 
  printf("this is non-static func in a"); 
} 
//file b.c 
#include <stdio.h> 
extern void fn(); //我們用extern聲明其他文件的fn(),供本文件使用。 
void main() 
{ 
  fn(); 
} 

可以正常輸出：this is non-static func in a。

當(dāng)給void fn()加上static的關(guān)鍵字之后呢？ undefined reference to "fn".

所以，靜態(tài)函數(shù)的好處跟靜態(tài)全局變量的好處就類(lèi)似了：

1.靜態(tài)函數(shù)不能被其它文件所用;
2.其它文件中可以定義相同名字的函數(shù)，不會(huì)發(fā)生沖突;

上面一共說(shuō)了三種用法，為什么說(shuō)準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是兩種呢？

1.一種是修飾變量，一種是修飾函數(shù)，所以說(shuō)是兩種（這種解釋不多）。
2.靜態(tài)全局變量和修飾靜態(tài)函數(shù)的作用是一樣的，一般合并為一種。（這是比較多的分法）。

C++ 語(yǔ)言的 static 關(guān)鍵字有二種用途：

當(dāng)然以上的幾種，也可以用在c++中。還有額外的兩種用法：

1.靜態(tài)數(shù)據(jù)成員：用于修飾 class 的數(shù)據(jù)成員，即所謂“靜態(tài)成員”。這種數(shù)據(jù)成員的生存期大于 class 的對(duì)象（實(shí)體 instance）。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是每個(gè) class 有一份，普通數(shù)據(jù)成員是每個(gè) instance 有一份，因此靜態(tài)數(shù)據(jù)成員也叫做類(lèi)變量，而普通數(shù)據(jù)成員也叫做實(shí)例變量。

#include<iostream> 
using namespace std; 
class Rectangle 
{ 
private: 
  int m_w,m_h; 
  static int s_sum; 
public: 
  Rectangle(int w,int h) 
  { 
    this->m_w = w; 
    this->m_h = h; 
    s_sum += (this->m_w * this->m_h); 
  } 
  void GetSum() 
  { 
    cout<<"sum = "<<s_sum<<endl; 
  } 
}; 
int Rectangle::s_sum = 0; //初始化 
int main() 
{ 
  cout<<"sizeof(Rectangle)="<<sizeof(Rectangle)<<endl; 
  Rectangle *rect1 = new Rectangle(3,4); 
  rect1->GetSum(); 
  cout<<"sizeof(rect1)="<<sizeof(*rect1)<<endl; 
  Rectangle rect2(2,3); 
  rect2.GetSum(); 
  cout<<"sizeof(rect2)="<<sizeof(rect2)<<endl; 
  system("pause"); 
  return 0; 
} 

結(jié)果如下：

由圖可知：sizeof(Rectangle)=8bytes=sizeof(m_w)+sizeof(m_h)。也就是說(shuō) static 并不占用Rectangle的內(nèi)存空間。

那么static在哪里分配內(nèi)存的呢？是的，全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)(靜態(tài)區(qū))。

再看看GetSum()，第一次12=3*4，第二次18=12+2*3。由此可得，static只會(huì)被初始化一次，于實(shí)例無(wú)關(guān)。

結(jié)論：

對(duì)于非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，每個(gè)類(lèi)對(duì)象(實(shí)例)都有自己的拷貝。而靜態(tài)數(shù)據(jù)成員被當(dāng)作是類(lèi)的成員，由該類(lèi)型的所有對(duì)象共享訪問(wèn),對(duì)該類(lèi)的多個(gè)對(duì)象來(lái)說(shuō)，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只分配一次內(nèi)存。
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(lèi)聲明中定義。

也就是說(shuō)，你每new一個(gè)Rectangle，并不會(huì)為static int s_sum的構(gòu)建一份內(nèi)存拷貝，它是不管你new了多少Rectangle的實(shí)例，因?yàn)樗慌c類(lèi)Rectangle掛鉤，而跟你每一個(gè)Rectangle的對(duì)象沒(méi)關(guān)系。

2、靜態(tài)成員函數(shù)：用于修飾 class 的成員函數(shù)。

我們對(duì)上面的例子稍加改動(dòng)：

#include<iostream> 
using namespace std; 
class Rectangle 
{ 
private: 
  int m_w,m_h; 
  static int s_sum; 
public: 
  Rectangle(int w,int h) 
  { 
    this->m_w = w; 
    this->m_h = h; 
    s_sum += (this->m_w * this->m_h); 
  } 
  static void GetSum() //這里加上static 
  { 
    cout<<"sum = "<<s_sum<<endl; 
  } 
}; 
int Rectangle::s_sum = 0; //初始化 
int main() 
{ 
  cout<<"sizeof(Rectangle)="<<sizeof(Rectangle)<<endl; 
  Rectangle *rect1 = new Rectangle(3,4); 
  rect1->GetSum(); 
  cout<<"sizeof(rect1)="<<sizeof(*rect1)<<endl; 
  Rectangle rect2(2,3); 
  rect2.GetSum(); //可以用對(duì)象名.函數(shù)名訪問(wèn) 
  cout<<"sizeof(rect2)="<<sizeof(rect2)<<endl; 
  Rectangle::GetSum(); //也可以可以用類(lèi)名::函數(shù)名訪問(wèn) 
  system("pause"); 
  return 0; 
} 

上面注釋可見(jiàn):對(duì)GetSum()加上static，使它變成一個(gè)靜態(tài)成員函數(shù)，可以用類(lèi)名::函數(shù)名進(jìn)行訪問(wèn)。

那么靜態(tài)成員函數(shù)有特點(diǎn)呢？

1.靜態(tài)成員之間可以相互訪問(wèn)，包括靜態(tài)成員函數(shù)訪問(wèn)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和訪問(wèn)靜態(tài)成員函數(shù);
2.非靜態(tài)成員函數(shù)可以任意地訪問(wèn)靜態(tài)成員函數(shù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)成員;
3.靜態(tài)成員函數(shù)不能訪問(wèn)非靜態(tài)成員函數(shù)和非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員;
4.調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)，可以用成員訪問(wèn)操作符(.)和(->)為一個(gè)類(lèi)的對(duì)象或指向類(lèi)對(duì)象的指針調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù),也可以用類(lèi)名::函數(shù)名調(diào)用(因?yàn)樗緛?lái)就是屬于類(lèi)的，用類(lèi)名調(diào)用很正常)

前三點(diǎn)其實(shí)是一點(diǎn)：靜態(tài)成員函數(shù)不能訪問(wèn)非靜態(tài)(包括成員函數(shù)和數(shù)據(jù)成員)，但是非靜態(tài)可以訪問(wèn)靜態(tài)，有點(diǎn)暈嗎？沒(méi)關(guān)系，我給你個(gè)解釋，因?yàn)殪o態(tài)是屬于類(lèi)的，它是不知道你創(chuàng)建了10個(gè)還是100個(gè)對(duì)象，所以它對(duì)你對(duì)象的函數(shù)或者數(shù)據(jù)是一無(wú)所知的，所以它沒(méi)辦法調(diào)用，而反過(guò)來(lái)，你創(chuàng)建的對(duì)象是對(duì)類(lèi)一清二楚的(不然你怎么從它那里實(shí)例化呢)，所以你是可以調(diào)用類(lèi)函數(shù)和類(lèi)成員的，就像不管GetSum是不是static，都可以調(diào)用static的s_sum一樣。

最新評(píng)論