static 是什么?
static 是C++中的一个修饰符,它用来控制变量的存储方式和可见性。
为什么要用static
因为函数内部定义的变量,当程序执行到它的定义处时,编译器为它在栈上分配空间,函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉。如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时,如何实现?使用全局的变量(使得在此函数中定义的变量,不仅仅只受此函数控制)。static 关键字则可以很好的解决这个问题。
什么时候用
当需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部,对外不可见时,可将其定义为静态数据。
静态数据的存储
全局(静态)存储区:分为 DATA 段和 BSS 段。DATA 段(全局初始化区)存放初始化的全局变量和静态变量;BSS 段(全局未初始化区)存放未初始化的全局变量和静态变量。程序运行结束时自动释放。其中BBS段在程序执行之前会被系统自动清0,所以未初始化的全局变量和静态变量在程序执行之前已经为0。存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化,也是唯一的一次初始化。
静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用,所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。
这样,它的空间分配有三个可能的地方,一是作为类的外部接口的头文件,那里有类声明;二是类定义的内部实现,那里有类的成员函数定义;三是应用程序的 main() 函数前的全局数据声明和定义处。
静态数据成员要实际地分配空间,故不能在类的声明中定义(只能声明数据成员)。类声明只声明一个类的”尺寸和规格”,并不进行实际的内存分配,所以在类声明中写成定义是错误的。它也不能在头文件中类声明的外部定义,因为那会造成在多个使用该类的源文件中,对其重复定义。
static 被引入以告知编译器,将变量存储在程序的静态存储区而非栈上空间,静态数据成员按定义出现的先后顺序依次初始化,注意静态成员嵌套时,要保证所嵌套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。
可以节省内存,因为它是所有对象所公有的,因此,对多个对象来说,静态数据成员只存储一处,供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样,但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次,保证所有对象存取更新后的相同的值,这样可以提高时间效率。
C/C++ 中static的作用
面向过程中的static
静态全局变量在全局数据区分配内存,未经初始化的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),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;
优点:静态全局变量不能被其它文件所用;其它文件中可以定义相同名字的变量,不会发生冲突。
静态局部变量在全局数据区分配内存,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,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。
面向对象中的static
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;
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。
- 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,因为静态成员函数属于整个类,在类实例化对象之前就已经分配空间了,而类的非静态成员必须在类实例化对象后才有内存空间;
- 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。
注意:不能将静态成员函数定义为虚函数。
Original: https://www.cnblogs.com/chengmf/p/16789886.html
Author: 放飞梦想C
Title: C/C++static
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