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43.static的用法和作用？

发布时间 2023-07-03 21:46:23作者: CodeMagicianT

43.static的用法和作用？

在C++中，static关键字有多种用法，可以用于声明静态成员变量、静态成员函数、静态局部变量和静态全局变量。下面是它们的作用和特点：

1.静态成员变量：

●在类内声明，类外进行定义和初始化（const修饰的静态成员变量最好在类内初始化）

//const修饰的静态成员变量最好在类内初始化
class Maker
{
public:
	const static int a = 20;
	const static int b;
};

//类外也可以初始化
const int Maker::b = 30;

●静态成员变量属于类内，不属于对象，是所有对象共享，对每个对象只有一个实例，而不是默认的每个对象一个实例

●可以通过对象或类名访问(普通成员函数可以访问静态成员变量)

类的任何成员函数，包括静态成员函数，都可以直接访问类的静态数据成员。静态数据成员是与类本身相关联的，而不是与类的实例对象相关联的。因此，它们可以在类的任何成员函数中被访问和修改。

class Maker
{
public:
	void func()
	{
		cout << "a=" << a << endl;
	}
public:
	static int a;
};

//类外也可以初始化
int Maker::a = 30;

void test()
{
	Maker5 m;
	m.func();	
}

●静态成员也有权限，如果为私有，类外也不可以访问

class Maker3
{
private:
	static void func()
	{
		cout << "a3=" << a3 << endl;
	}
private:
	static int a3;
};

int Maker3::a3 = 300;

void test()
{
	//Maker3::func();err
}

●生命周期是整个程序，作用域在类内

2.静态成员函数

1.在类定义中，使用关键字static的成员函数称为静态成员函数。

2.静态成员函数定义可以使用类名前缀，也可以不使用类名前缀。

//不使用类名
class MyClass 
{
public:
    static int staticVar;

    static void staticMethod()
    {
        std::cout << "staticVar = " << staticVar << std::endl;
    }
};
int MyClass::staticVar = 0;

//不使用类名
class MyClass 
{
public:
    static int staticVar;

    static void staticMethod();
};
int MyClass::staticVar = 0;
void MyClass::staticMethod()
{
    std::cout << "staticVar = " << staticVar << std::endl;
}

3.静态成员函数的定义可以在类定义外部，也可以在类定义内部。在类外部定义的静态函数，可以在任何地方使用，而在类定义内部定义的静态成员函数，只能在类定义的范围内使用。

4.静态成员函数只能访问静态变量（包括类内和类外），不能访问普通成员变量（可以通过类的指针等作为参数间接访问）。静态成员函数不需要使用类名前缀，可以直接使用类的静态成员变量。

在类中定义静态成员函数时，它不需要使用类名前缀，可以直接使用类的成员变量。这是因为静态成员函数是该类的成员函数。

类的静态成员函数是类的全局函数，它们与类的实例对象无关，只与类本身相关。因此，它们无法直接访问普通数据成员，因为普通数据成员是与类的实例对象相关联的。但是，可以通过类的指针或引用来间接访问普通数据成员。

下面是一个示例代码，展示了静态成员函数对静态和非静态数据成员的访问：

#include <iostream>  
using namespace std;

class MyClass 
{
public:
    static int staticVar; // 静态数据成员  
    int nonStaticVar; // 非静态数据成员  

    static void staticFunc() 
    {
        cout << "Static function accessing static data member: " << staticVar << endl;
        // 通过类的指针或引用来间接访问非静态数据成员  
        MyClass obj;
        obj.nonStaticVar = 10;
        cout << "Static function accessing non-static data member: " << obj.nonStaticVar << endl;
    }
};

int MyClass::staticVar = 10; // 静态数据成员的初始化  

int main() 
{
    MyClass::staticFunc(); // 调用静态成员函数  
    return 0;
}

3.静态局部变量

静态局部变量是定义在函数内部的局部变量，但是使用static关键字进行修饰。这意味着该变量的作用域仅限于该函数内部，但它的生命周期会持续到整个程序的运行期间。

静态局部变量的存储位置与全局变量类似，它们都存储在全局数据区中。与全局变量不同的是，静态局部变量的作用域仅限于函数内部，因此它们不会被其他函数所访问。

以下是一个示例代码，展示了静态局部变量的使用：

#include <iostream>  

void myFunction() 
{
    static int myStaticVariable = 0; // 静态局部变量  
    myStaticVariable++;
    std::cout << "myStaticVariable: " << myStaticVariable << std::endl;
}

int main() 
{
    myFunction(); // 输出：myStaticVariable: 1  
    myFunction(); // 输出：myStaticVariable: 2  
    myFunction(); // 输出：myStaticVariable: 3  
    return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个名为myFunction的函数，其中包含一个静态局部变量myStaticVariable。每次调用该函数时，该变量的值都会增加，因为它在程序运行期间只被初始化一次。如果没有使用static关键字修饰该变量，每次调用该函数时它都会被重新初始化，导致变量的值始终为0。

需要注意的是，静态局部变量的生命周期虽然比全局变量短，但它们的初始化时间与全局变量相同，都是在程序加载时进行的。因此，在程序运行期间，静态局部变量始终存在于内存中，直到程序退出。

静态局部变量和全局变量的生命周期是不同的。

生命周期：程序运行期一直存在；
作用域：局部作用域（只在局部作用域可见，超过其作用域便无法被引用）
内存分布：全局（静态存储区）。
定义方法：局部作用域中用static定义。
注意：只被初始化一次，多线程中需要加锁保护。

静态局部变量的作用域是从进入该函数开始到离开该函数结束，而全局变量的作用域是从程序开始到程序结束。因此，静态局部变量的生命周期比全局变量短。

在C++中，静态局部变量的生命周期从进入该函数开始到离开该函数不可见，而全局变量的生命周期从程序开始到程序结束。在C语言中，静态局部变量的生命周期与全局变量相同，都是从程序开始到程序结束 .

4.静态全局变量

静态全局变量是在函数外部定义的全局变量，但是使用了static关键字进行修饰。静态全局变量的作用域仅限于定义它的文件，不能被其他文件访问。

生命周期：程序运行期一直存在，从程序开始到程序结束；
作用域：文件作用域（只在被定义的文件中可见：static的一个作用就是隐藏）
内存分布：全局（静态存储区）。
定义方法：static关键字，const关键字（注意C/C++意义不同）
注意：只要文件不相互包含，两个不同的文件中是可以定义完全相同的两个全局静态变量的。

静态全局变量的特点如下：

  1. 只能在定义它的文件中访问，不能被其他文件访问。
  2. 生命周期与全局变量相同，即在程序启动时创建，在程序结束时销毁。
  3. 如果在定义时没有初始化，则默认值为0或者空字符。

使用静态全局变量的注意事项：

  1. 避免在多个文件中定义同名的静态全局变量，否则会导致命名冲突。
  2. 避免在头文件中定义静态全局变量，因为头文件可能被多个文件包含，会导致重复定义的问题。
  3. 静态全局变量的命名应该具有明确的前缀或者后缀，以避免与其他变量或者常量产生命名冲突。

下面是一个使用静态全局变量的示例：

#include <stdio.h>  

// 定义静态全局变量  
static int myStaticGlobalVariable = 0;

int main()
{
    // 访问静态全局变量  
    printf("myStaticGlobalVariable = %d\n", myStaticGlobalVariable);
    myStaticGlobalVariable = 10;
    printf("myStaticGlobalVariable = %d\n", myStaticGlobalVariable);
    return 0;
}

在上面的示例中，myStaticGlobalVariable是一个静态全局变量，只能在定义它的文件中访问。在main()函数中，我们可以读取和修改它的值。由于静态全局变量的生命周期与程序相同，所以即使在程序执行过程中修改了它的值，下一次访问时仍然会读取修改后的值。

全局变量和静态变量自动初始化0

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参考资料：部分引用本文为CSDN博主「Nine_CC」的原创文章[https://blog.csdn.net/Nine_CC/article/details/105472698]