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C++的static有兩種用法：面向過(guò)程程序設(shè)計(jì)中的static和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的static。前者應(yīng)用于普通變量和函數(shù)，不涉及類(lèi)；后者主要說(shuō)明static在類(lèi)中的作用。 一、面向過(guò)程設(shè)計(jì)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(gè)靜態(tài)全局變量。我們先舉一個(gè)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(diǎn)： 該變量在全局?jǐn)?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(huì)被程序自動(dòng)初始化為0（自動(dòng)變量的值是隨機(jī)的，除非它被顯式初始化）； 靜態(tài)全局變量在聲明它的整個(gè)文件都是可見(jiàn)的，而在文件之外是不可見(jiàn)的； 靜態(tài)變量都在全局?jǐn)?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(duì)于一個(gè)完整的程序，在內(nèi)存中的分布情況如下圖： 代碼區(qū) 全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū) 堆區(qū) 棧區(qū) 一般程序的由new產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存放在堆區(qū)，函數(shù)內(nèi)部的自動(dòng)變量存放在棧區(qū)。自動(dòng)變量一般會(huì)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?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)并不會(huì)因?yàn)楹瘮?shù)的退出而釋放空間。細(xì)心的讀者可能會(huì)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(yùn)行。 的確，定義全局變量就可以實(shí)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(huì)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(yùn)行Example 2，您就會(huì)發(fā)現(xiàn)上述代碼可以分別通過(guò)編譯，但運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)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(yùn)行程序，細(xì)心體會(huì)全局變量和靜態(tài)全局變量的區(qū)別。 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(gè)靜態(tài)局部變量。 我們先舉一個(gè)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(gè)變量，每當(dāng)程序運(yùn)行到該語(yǔ)句時(shí)都會(huì)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(huì)收回棧內(nèi)存，局部變量也相應(yīng)失效。 但有時(shí)候我們需要在兩次調(diào)用之間對(duì)變量的值進(jìn)行保存。通常的想法是定義一個(gè)全局變量來(lái)實(shí)現(xiàn)。但這樣一來(lái)，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(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。 靜態(tài)局部變量有以下特點(diǎn)： 該變量在全局?jǐn)?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(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； 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； 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?，?dāng)定義它的函數(shù)或語(yǔ)句塊結(jié)束時(shí)，其作用域隨之結(jié)束； 3、靜態(tài)函數(shù) 在函數(shù)的返回類(lèi)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(dāng)中可見(jiàn)，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(huì)發(fā)生沖突； 二、面向?qū)ο蟮膕tatic關(guān)鍵字（類(lèi)中的static關(guān)鍵字） 1、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 在類(lèi)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(lèi)內(nèi)的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。先舉一個(gè)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 }; 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(); Myclass N(4,5,6); N.GetSum(); M.GetSum();} 可以看出，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有以下特點(diǎn)： 對(duì)于非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，每個(gè)類(lèi)對(duì)象都有自己的拷貝。而靜態(tài)數(shù)據(jù)成員被當(dāng)作是類(lèi)的成員。無(wú)論這個(gè)類(lèi)的對(duì)象被定義了多少個(gè)，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在程序中也只有一份拷 貝，由該類(lèi)型的所有對(duì)象共享訪問(wèn)。也就是說(shuō)，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是該類(lèi)的所有對(duì)象所共有的。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，供所有對(duì)象共 用。所以，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值對(duì)每個(gè)對(duì)象都是一樣的，它的值可以更新； 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。在Example 5中，語(yǔ)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(wèn)規(guī)則； 因?yàn)殪o態(tài)數(shù)據(jù)成員在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存，屬于本類(lèi)的所有對(duì)象共享，所以，它不屬于特定的類(lèi)對(duì)象，在沒(méi)有產(chǎn)生類(lèi)對(duì)象時(shí)其作用域就可見(jiàn)，即在沒(méi)有產(chǎn)生類(lèi)的實(shí)例時(shí)，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： ?。紨?shù)據(jù)類(lèi)型＞＜類(lèi)名＞::＜靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名＞=＜值＞ 類(lèi)的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有兩種訪問(wèn)形式： ＜類(lèi)對(duì)象名＞.＜靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名＞ 或 ＜類(lèi)類(lèi)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(wèn)權(quán)限允許的話（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 ； 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員主要用在各個(gè)對(duì)象都有相同的某項(xiàng)屬性的時(shí)候。比如對(duì)于一個(gè)存款類(lèi)，每個(gè)實(shí)例的利息都是相同的。所以，應(yīng)該把利息設(shè)為存款類(lèi)的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。這 有兩個(gè)好處，第一，不管定義多少個(gè)存款類(lèi)對(duì)象，利息數(shù)據(jù)成員都共享分配在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)存，所以節(jié)省存儲(chǔ)空間。第二，一旦利息需要改變時(shí)，只要改變一次， 則所有存款類(lèi)對(duì)象的利息全改變過(guò)來(lái)了； 同全局變量相比，使用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)： 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員沒(méi)有進(jìn)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； 可以實(shí)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(gè)靜態(tài)成員函數(shù)，它為類(lèi)的全部服務(wù)而不是為某一個(gè)類(lèi)的具體對(duì)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(lèi)的內(nèi)部 實(shí)現(xiàn)，屬于類(lèi)定義的一部分。 普通的成員函數(shù)一般都隱含了一個(gè)this指針，this指針指向類(lèi)的對(duì)象本身，因?yàn)槠胀ǔ蓡T函數(shù)總是具體的屬于某個(gè)類(lèi)的具體對(duì)象的。通常情況下，this 是缺省的。如函數(shù)fn()實(shí)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(duì)象相聯(lián)系，因此它不具有this指 針。從這個(gè)意義上講，它無(wú)法訪問(wèn)屬于類(lèi)對(duì)象的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，也無(wú)法訪問(wèn)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(gè)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 }; 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(wèn)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 } void Myclass::GetSum() //靜態(tài)成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn) {// cout<<a<<endl; //錯(cuò)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(diǎn)： 出現(xiàn)在類(lèi)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(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)； 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； 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； 由于沒(méi)有this指針的額外開(kāi)銷(xiāo)，因此靜態(tài)成員函數(shù)與類(lèi)的全局函數(shù)相比速度上會(huì)有少許的增長(zhǎng)； 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)，也可以直接使用如下格式： ?。碱?lèi)名＞::＜靜態(tài)成員函數(shù)名＞（＜參數(shù)表＞） 調(diào)用類(lèi)的靜態(tài)成員函數(shù)。 =============================================================================================== static靜態(tài)變量聲明符。 在聲明它的程序塊，子程序塊或函數(shù)內(nèi)部有效，值保持，在整個(gè)程序期間分配存儲(chǔ)器空間，編譯器默認(rèn)值0。 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(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。 |
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