C++ 中的static
1、static 是C++中很常用的修飾符,它被用來(lái)控制變量的存儲(chǔ)方式和可見(jiàn)性。
2、為什么要引入static?
函數(shù)內(nèi)部定義的變量,在程序執(zhí)行到它的定義處時(shí),編譯器為它在棧上分配空間,大家知道,函數(shù)在棧上分配的空間在此函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)會(huì)釋放掉,這樣就產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題: 如果想將函數(shù)中此變量的值保存至下一次調(diào)用時(shí),如何實(shí)現(xiàn)? 最容易想到的方法是定義一個(gè)全局的變量,但定義為一個(gè)全局變量有許多缺點(diǎn),最明顯的缺點(diǎn)是破壞了此變量的訪問(wèn)范圍(使得在此函數(shù)中定義的變量,不僅僅受此函數(shù)控制)。
3、什么時(shí)候用static?
需要一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象為整個(gè)類(lèi)而非某個(gè)對(duì)象服務(wù),同時(shí)又力求不破壞類(lèi)的封裝性,即要求此成員隱藏在類(lèi)的內(nèi)部,對(duì)外不可見(jiàn)。
4、static的內(nèi)部機(jī)制:
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員要在程序一開(kāi)始運(yùn)行時(shí)就必須存在。因?yàn)楹瘮?shù)在程序運(yùn)行中被調(diào)用,所以靜態(tài)數(shù)據(jù)成員不能在任何函數(shù)內(nèi)分配空間和初始化。
這樣,它的空間分配有三個(gè)可能的地方,一是作為類(lèi)的外部接口的頭文件,那里有類(lèi)聲明;二是類(lèi)定義的內(nèi)部實(shí)現(xiàn),那里有類(lèi)的成員函數(shù)定義;三是應(yīng)用程序的main()函數(shù)前的全局?jǐn)?shù)據(jù)聲明和定義處。
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員要實(shí)際地分配空間,故不能在類(lèi)的聲明中定義(只能聲明數(shù)據(jù)成員)。類(lèi)聲明只聲明一個(gè)類(lèi)的“尺寸和規(guī)格”,并不進(jìn)行實(shí)際的內(nèi)存分配,所以在類(lèi)聲明中寫(xiě)成定義是錯(cuò)誤的。它也不能在頭文件中類(lèi)聲明的外部定義,因?yàn)槟菚?huì)造成在多個(gè)使用該類(lèi)的源文件中,對(duì)其重復(fù)定義。
static被引入以告知編譯器,將變量存儲(chǔ)在程序的靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)而非棧上空間,靜態(tài)
數(shù)據(jù)成員按定義出現(xiàn)的先后順序依次初始化,注意靜態(tài)成員嵌套時(shí),要保證所嵌套的成員已經(jīng)初始化了。消除時(shí)的順序是初始化的反順序。
5、static的優(yōu)勢(shì):
可以節(jié)省內(nèi)存,因?yàn)樗撬袑?duì)象所公有的,因此,對(duì)多個(gè)對(duì)象來(lái)說(shuō),靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只存儲(chǔ)一處,供所有對(duì)象共用。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值對(duì)每個(gè)對(duì)象都是一樣,但它的值是可以更新的。只要對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值更新一次,保證所有對(duì)象存取更新后的相同的值,這樣可以提高時(shí)間效率。
6、引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員時(shí),采用如下格式:
<類(lèi)名>::<靜態(tài)成員名>
如果靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的訪問(wèn)權(quán)限允許的話(huà)(即public的成員),可在程序中,按上述格式
來(lái)引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。
7、注意事項(xiàng):
(1)類(lèi)的靜態(tài)成員函數(shù)是屬于整個(gè)類(lèi)而非類(lèi)的對(duì)象,所以它沒(méi)有this指針,這就導(dǎo)致
了它僅能訪問(wèn)類(lèi)的靜態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)成員函數(shù)。
(2)不能將靜態(tài)成員函數(shù)定義為虛函數(shù)。
(3)由于靜態(tài)成員聲明于類(lèi)中,操作于其外,所以對(duì)其取地址操作,就多少有些特殊
,變量地址是指向其數(shù)據(jù)類(lèi)型的指針 ,函數(shù)地址類(lèi)型是一個(gè)“nonmember函數(shù)指針”。
(4)由于靜態(tài)成員函數(shù)沒(méi)有this指針,所以就差不多等同于nonmember函數(shù),結(jié)果就
產(chǎn)生了一個(gè)意想不到的好處:成為一個(gè)callback函數(shù),使得我們得以將C++和C-based X W
indow系統(tǒng)結(jié)合,同時(shí)也成功的應(yīng)用于線(xiàn)程函數(shù)身上。
(5)static并沒(méi)有增加程序的時(shí)空開(kāi)銷(xiāo),相反她還縮短了子類(lèi)對(duì)父類(lèi)靜態(tài)成員的訪問(wèn)
時(shí)間,節(jié)省了子類(lèi)的內(nèi)存空間。
(6)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在<定義或說(shuō)明>時(shí)前面加關(guān)鍵字static。
(7)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是靜態(tài)存儲(chǔ)的,所以必須對(duì)它進(jìn)行初始化。
(8)靜態(tài)成員初始化與一般數(shù)據(jù)成員初始化不同:
初始化在類(lèi)體外進(jìn)行,而前面不加static,以免與一般靜態(tài)變量或?qū)ο笙嗷煜?br> 初始化時(shí)不加該成員的訪問(wèn)權(quán)限控制符private,public等;
初始化時(shí)使用作用域運(yùn)算符來(lái)標(biāo)明它所屬類(lèi);
所以我們得出靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化的格式:
<數(shù)據(jù)類(lèi)型><類(lèi)名>::<靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名>=<值>
(9)為了防止父類(lèi)的影響,可以在子類(lèi)定義一個(gè)與父類(lèi)相同的靜態(tài)變量,以屏蔽父類(lèi)的影響。這里有一點(diǎn)需要注意:我們說(shuō)靜態(tài)成員為父類(lèi)和子類(lèi)共享,但我們有重復(fù)定義了靜態(tài)成員,這會(huì)不會(huì)引起錯(cuò)誤呢?不會(huì),我們的編譯器采用了一種絕妙的手法:name-mangling 用以生成唯一的標(biāo)志。