一文读懂c++之static关键字

一、静态变量

与C语言一样，可以使用static说明自动变量。根据定义的位置不同，分为静态全局变量和静态局部变量。

  • 全局变量是指在所有花括号之外声明的变量，其作用域范围是全局可见的，即在整个项目文件内都有效。使用static修饰的全局变量是静态全局变量，其作用域有所限制，仅在定义该变量的源文件内有效，项目中的其他源文件中不能使用它。
  • 块内定义的变量是局部变量，从定义之处开始到本块结束处为止是局部变量的作用域。使用static修饰的局部变量是静态局部变量，即定义在块中的静态变量。静态局部变量具有局部作用域，但却具有全局生存期。
  • 静态局部变量具有局部作用域，但却具有全局生存期。也就是说，静态局部变量在程序的整个运行期间都存在，它占据的空间一直到程序结束时才释放，但仅在定义它的块中有效，在块外并不能访问它。
  • 静态变量均存储在全局数据区，静态局部变量只执行一次初始化。如果程序未显式给出初始值，则相当于初始化为0；如果显式给出初始值，则在该静态变量所在块第一次执行时完成初始化。
#include<iostream>
using namespace std;

//全局静态变量
static int glos_s=10;
//全局变量
int glos_a=10;

void f(){
  int a=1; //局部变量a
  static int fs=1; //静态局部变量fs，完成初始化。
  a+=2;
  fs+=2;
  glos_s+=10;
  glos_a+=10;
  cout<<"在f中:局部变量a="<<a<<" 静态局部变量fs="<<fs<<" 全局变量glos_a="<<glos_a<< " 全局静态变量glos_s=" << glos_s <<endl;
}
int main(){
   f(); //在f中:局部变量a=3 静态局部变量fs=3 全局变量glos_a=20 全局静态变量glos_s=20
   f(); //在f中:局部变量a=3 静态局部变量fs=5 全局变量glos_a=30 全局静态变量glos_s=30
  return 0;
}

二、类中的static

1、定义类的静态成员

类的静态成员有两种：静态成员变量和静态成员函数。在类体内定义类的成员时，
在前面添加static关键字后，该成员即成为静态成员。

  • 类的静态成员被类的所有对象共享，不论有多少对象存在，静态成员都只有一份保存在公用内存中。对于静态成员变量，各对象看到的值是一样的。
  • 定义类静态成员变量时，在类定义中声明静态成员变量，然后必须在类体外定义静态成员变量的初值。这个初值不能在类体内赋值。
  • 给静态成员变量赋初值的格式如下：类型 类名::静态成员变量=初值;
  • 注意，在类体外为静态成员变量赋初值时，前面不能加static关键字，以免和一般的静态变量相混淆。在类体外定义成员函数时，前面也不能加static关键字。

2、类静态成员的使用

访问静态成员时，成员前面既可以用类名作前缀，也可以使用对象名或对象指针作前缀。这与访问类成员时仅能使用对象名或对象指针作前缀是不同的。访问类静态成员的一般格式如下：

  • 类名::静态成员名
  • 对象名.静态成员名
  • 对象指针->静态成员名

类的静态成员函数没有this指针，不能在静态成员函数内访问非静态的成员，即通常情况下，类的静态成员函数只能处理类的静态成员变量。静态成员函数内也不能调用非静态成员函数。

#include<iostream>

using namespace std;

class Student{
  public:
    int id;
    string name;
    static int money;
    static void printlnMoney(Student &stu);
};
//静态成员必须在类体外初始化,并且不能在类体内赋值
int Student::money=10000;
//静态成员函数的实现
void Student::printlnMoney(Student &stu){
  cout << "name:" << stu.name <<" money:" << stu.money << endl;
}

int main(){
  Student stu;
  stu.id=1;
  stu.name="小米";
  //使用对象调用静态成员
  stu.printlnMoney(stu);//name:小米 money:10000
  Student *stu2=new Student();
  stu2->id=1;
  stu2->name="美团";
  //使用指针调用静态成员
  stu2->printlnMoney(*stu2);//name:美团 money:10000
  //使用类名调用静态成员
  Student::money=50000;
  Student::printlnMoney(*stu2);//name:美团 money:50000
  Student::printlnMoney(stu);//name:小米 money:50000
  return 0;
}

3、普通成员与静态成员

对于普通成员变量，每个对象有各自的一份，而静态成员变量只有一份，被同类所有对象共享。普通成员函数一定是作用在某个对象上的，而静态成员函数并不具体作用在某个对象上。

访问普通成员时，要通过“对象名.成员名”等方式，指明要访问的成员变量是属于哪个对象的，或要调用的成员函数作用于哪个对象；

访问静态成员时，则可以通过“类名::成员名”的方式访问，不需要指明被访问的成员属于哪个对象或作用于哪个对象。
因此，甚至可以在还没有任何对象生成时就访问一个类的静态成员。非静态成员的访问方式其实也适用于静态成员，也就是可以通过“对象名.成员名”的方式访问，效果和“类名::成员名”这种访问方式没有区别

在通常情况下，除一种情况外，类的成员函数之间是允许互相调用的。具体来说，静态函数与静态函数之间、非静态函数与非静态函数之间是可以相互调用的，非静态成员函数内可以调用静态成员函数，但静态成员函数内不能调用非静态成员函数

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