昨天遇到類內(nèi)靜態(tài)函數(shù)，本想自己整理下，誰知道已經(jīng)有人整理的很好了，為此就不麻煩了，看了一篇就轉(zhuǎn)貼在自己空間里，以便以后查詢。
C++的static關(guān)鍵字
作者：韓耀旭

C++的static有兩種用法：面向過程程序設(shè)計中的static和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中的static。前者應用于普通變量和函數(shù)，不涉及類；后者主要說明static在類中的作用。

一、面向過程設(shè)計中的static

1、靜態(tài)全局變量

在全局變量前，加上關(guān)鍵字static，該變量就被定義成為一個靜態(tài)全局變量。我們先舉一個靜態(tài)全局變量的例子，如下：

//Example 1

#include <iostream.h>

void fn();

static int n; //定義靜態(tài)全局變量

void main()

{

    n = 20;

    cout<< n <<endl;

    fn();

}

void fn()

{

    n++;

    cout<< n <<endl;

}

靜態(tài)全局變量有以下特點：

·       該變量在全局數(shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存；

·       未經(jīng)初始化的靜態(tài)全局變量會被程序自動初始化為0（自動變量的值是隨機的，除非它被顯式初始化）；

·       靜態(tài)全局變量在聲明它的整個文件都是可見的，而在文件之外是不可見的；　

靜態(tài)變量都在全局數(shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存，包括后面將要提到的靜態(tài)局部變量。對于一個完整的程序，在內(nèi)存中的分布情況如下圖：

一般程序的由new產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)存放在堆區(qū)，函數(shù)內(nèi)部的自動變量存放在棧區(qū)。自動變量一般會隨著函數(shù)的退出而釋放空間，靜態(tài)數(shù)據(jù)（即使是函數(shù)內(nèi)部的靜態(tài)局部變量）也存放在全局數(shù)據(jù)區(qū)。全局數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)并不會因為函數(shù)的退出而釋放空間。細心的讀者可能會發(fā)現(xiàn)，Example 1中的代碼中將

static int n; //定義靜態(tài)全局變量

改為

int n; //定義全局變量

程序照樣正常運行。

的確，定義全局變量就可以實現(xiàn)變量在文件中的共享，但定義靜態(tài)全局變量還有以下好處：

·       靜態(tài)全局變量不能被其它文件所用；

·       其它文件中可以定義相同名字的變量，不會發(fā)生沖突；

您可以將上述示例代碼改為如下：

//Example 2

//File1

#include <iostream.h>

void fn();

static int n; //定義靜態(tài)全局變量

void main()

{

    n=20;

    cout<<n<<endl;

    fn();

}

//File2

#include <iostream.h>

extern int n;

void fn()

{

    n++;

    cout<<n<<endl;

}

編譯并運行Example 2，您就會發(fā)現(xiàn)上述代碼可以分別通過編譯，但運行時出現(xiàn)錯誤。 試著將

static int n; //定義靜態(tài)全局變量

改為

int n; //定義全局變量

再次編譯運行程序，細心體會全局變量和靜態(tài)全局變量的區(qū)別(驗證共享和保護關(guān)系)。

2、靜態(tài)局部變量

在局部變量前，加上關(guān)鍵字static，該變量就被定義成為一個靜態(tài)局部變量。

我們先舉一個靜態(tài)局部變量的例子，如下：

//Example 3

#include <iostream.h>

void fn();

void main()

{

    fn();

    fn();

    fn();

}

void fn()

{

    static n=10;

    cout<<n<<endl;

    n++;

}

通常，在函數(shù)體內(nèi)定義了一個變量，每當程序運行到該語句時都會給該局部變量分配棧內(nèi)存。但隨著程序退出函數(shù)體，系統(tǒng)就會收回棧內(nèi)存，局部變量也相應失效。

但有時候我們需要在兩次調(diào)用之間對變量的值進行保存。通常的想法是定義一個全局變量來實現(xiàn)。但這樣一來，變量已經(jīng)不再屬于函數(shù)本身了，不再僅受函數(shù)的控制，給程序的維護帶來不便。

靜態(tài)局部變量正好可以解決這個問題。靜態(tài)局部變量保存在全局數(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。

靜態(tài)局部變量有以下特點：

·       該變量在全局數(shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存；

·       靜態(tài)局部變量在程序執(zhí)行到該對象的聲明處時被首次初始化，即以后的函數(shù)調(diào)用不再進行初始化；

·       靜態(tài)局部變量一般在聲明處初始化，如果沒有顯式初始化，會被程序自動初始化為0；

·       它始終駐留在全局數(shù)據(jù)區(qū)，直到程序運行結(jié)束。但其作用域為局部作用域，當定義它的函數(shù)或語句塊結(jié)束時，其作用域隨之結(jié)束；

3、靜態(tài)函數(shù)

在函數(shù)的返回類型前加上static關(guān)鍵字,函數(shù)即被定義為靜態(tài)函數(shù)。靜態(tài)函數(shù)與普通函數(shù)不同，它只能在聲明它的文件當中可見，不能被其它文件使用。

靜態(tài)函數(shù)的例子：

//Example 4

#include <iostream.h>

static void fn();//聲明靜態(tài)函數(shù)

void main()

{

    fn();

}

void fn()//定義靜態(tài)函數(shù)

{

    int n=10;

    cout<<n<<endl;

}

定義靜態(tài)函數(shù)的好處：

·       靜態(tài)函數(shù)不能被其它文件所用；

·       其它文件中可以定義相同名字的函數(shù)，不會發(fā)生沖突；

二、面向?qū)ο蟮?span lang=EN-US>static關(guān)鍵字（類中的static關(guān)鍵字）

1、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

在類內(nèi)數(shù)據(jù)成員的聲明前加上關(guān)鍵字static，該數(shù)據(jù)成員就是類內(nèi)的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。先舉一個靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的例子。

//Example 5

#include <iostream.h>

class Myclass

{

public:

    Myclass(int a,int b,int c);

    void GetSum();

private:

    int a,b,c;

    static int Sum;//聲明靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

};

//以下部分不能出現(xiàn)在頭文件中

int Myclass::Sum = 0;//定義并初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

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();     //Sum = 6

    Myclass N(4,5,6);

    N.GetSum();     //Sum = 21

    M.GetSum();     //Sum = 21

}

可以看出，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有以下特點：

·       對于非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，每個類對象都有自己的拷貝。而靜態(tài)數(shù)據(jù)成員被當作是類的成員。無論這個類的對象被定義了多少個，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在程序中也只有一份拷貝，由該類型的所有對象共享訪問。也就是說，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是該類的所有對象所共有的。對該類的多個對象來說，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只分配一次內(nèi)存，供所有對象共用。所以，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值對每個對象都是一樣的，它的值可以更新；

·       靜態(tài)數(shù)據(jù)成員存儲在全局數(shù)據(jù)區(qū)。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員定義時要分配空間，所以不能在類聲明中定義。在Example 5中，語句int Myclass::Sum=0;是定義靜態(tài)數(shù)據(jù)成員；

·       靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和普通數(shù)據(jù)成員一樣遵從public,protected,private訪問規(guī)則；

·       因為靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在全局數(shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存，屬于本類的所有對象共享，所以，它不屬于特定的類對象，在沒有產(chǎn)生類對象時其作用域就可見，即在沒有產(chǎn)生類的實例時，我們就可以操作它；

·       靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化與一般數(shù)據(jù)成員初始化不同。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化的格式為：＜數(shù)據(jù)類型＞＜類名＞::＜靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名＞=＜值＞

·       類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有兩種訪問形式：＜類對象名＞.＜靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名＞ 或＜類類型名＞::＜靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名＞如果靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的訪問權(quán)限允許的話（即public的成員），可在程序中，按上述格式來引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員；

·       靜態(tài)數(shù)據(jù)成員主要用在各個對象都有相同的某項屬性的時候。比如對于一個存款類，每個實例的利息都是相同的。所以，應該把利息設(shè)為存款類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。這有兩個好處，第一，不管定義多少個存款類對象，利息數(shù)據(jù)成員都共享分配在全局數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)存，所以節(jié)省存儲空間。第二，一旦利息需要改變時，只要改變一次，則所有存款類對象的利息全改變過來了；

·       同全局變量相比，使用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有兩個優(yōu)勢：

1.   靜態(tài)數(shù)據(jù)成員沒有進入程序的全局名字空間，因此不存在與程序中其它全局名字沖突的可能性；

2.   可以實現(xiàn)信息隱藏。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可以是private成員，而全局變量不能；

2、靜態(tài)成員函數(shù)

與靜態(tài)數(shù)據(jù)成員一樣，我們也可以創(chuàng)建一個靜態(tài)成員函數(shù)，它為類的全部服務(wù)而不是為某一個類的具體對象服務(wù)。靜態(tài)成員函數(shù)與靜態(tài)數(shù)據(jù)成員一樣，都是類的內(nèi)部實現(xiàn)，屬于類定義的一部分。普通的成員函數(shù)一般都隱含了一個this指針，this指針指向類的對象本身，因為普通成員函數(shù)總是具體的屬于某個類的具體對象的。通常情況下，this是缺省的。如函數(shù)fn()實際上是this->fn()。但是與普通函數(shù)相比，靜態(tài)成員函數(shù)由于不是與任何的對象相聯(lián)系，因此它不具有this指針。從這個意義上講，它無法訪問屬于類對象的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，也無法訪問非靜態(tài)成員函數(shù)，它只能調(diào)用其余的靜態(tài)成員函數(shù)。 下面舉個靜態(tài)成員函數(shù)的例子。

//Example 6

#include <iostream.h>

class Myclass

{

public:

    Myclass(int a,int b,int c);

    static void GetSum();//聲明靜態(tài)成員函數(shù)

private:

    int a,b,c;

    static int Sum;//聲明靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

};

//以下必須在實現(xiàn)文件中

int Myclass::Sum=0;//定義并初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

Myclass::Myclass(int a,int b,int c)

{

    this->a=a;

    this->b=b;

    this->c=c;

    Sum+=a+b+c; //非靜態(tài)成員函數(shù)可以訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

}

void Myclass::GetSum() //靜態(tài)成員函數(shù)的實現(xiàn)

{

//  cout<<a<<endl; //錯誤代碼，a是非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

    cout<<"Sum="<<Sum<<endl;

}

void main()

{

    Myclass M(1,2,3);

    M.GetSum();

    Myclass N(4,5,6);

    N.GetSum();

    Myclass::GetSum();

}

關(guān)于靜態(tài)成員函數(shù)，可以總結(jié)為以下幾點：

·       出現(xiàn)在類體外的函數(shù)定義不能指定關(guān)鍵字static；

·       靜態(tài)成員之間可以相互訪問，包括靜態(tài)成員函數(shù)訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和訪問靜態(tài)成員函數(shù)；

·       非靜態(tài)成員函數(shù)可以任意地訪問靜態(tài)成員函數(shù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)成員；

·       靜態(tài)成員函數(shù)不能訪問非靜態(tài)成員函數(shù)和非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員；

·       由于沒有this指針的額外開銷，因此靜態(tài)成員函數(shù)與類的全局函數(shù)相比速度上會有少許的增長；

·       調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)，可以用成員訪問操作符(.)和(->)為一個類的對象或指向類對象的指針調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)，也可以直接使用如下格式：＜類名＞::＜靜態(tài)成員函數(shù)名＞（＜參數(shù)表＞）調(diào)用類的靜態(tài)成員函數(shù)。

另：VC6和VC7.1對static支持的差異

class CStaic

{

public:

    CStatic()

    {

    }

    ~CStatic()

    {

    }

private:

    static const int DefaultBufferSize = 1024;

};

上面的寫法在VC++ .net 7.1能夠編譯通過,但是在VC6上不支持，會出現(xiàn)編譯錯誤。

需要改成下面的寫法。

class CStaic

{

public:

    CStatic()

    {

    }

    ~CStatic()

    {

    }

private:

    static const int DefaultBufferSize;

};

const int CStaic::DefaultBufferSize = 1024;