static在C和C++裏各表明什麼含義

轉自：http://blog.csdn.net/wanglongfei_hust/article/details/10011503

static關鍵字有三種使用方式，其中前兩種只指在C語言中使用，第三種在C++中使用。

1. 局部靜態變量（C)

2. 外部靜態變量/函數（C)

3. 靜態數據成員/成員函數（C++）


1、 局部靜態變量

局部變量按照存儲形式能夠分爲三種，分別是auto、static、register。

與auto類型（普通）局部變量相比，static有三點不一樣：

1. 存儲空間分配不一樣

       auto類型分配在棧上，屬於動態存儲類別，佔動態存儲空間，函數調用結束後自動釋放；

       static類型分配在靜態存儲區，在程序整個運行期間都不釋放；

       二者做用域相同，可是生存期不一樣。

2. static局部變量在初次運行時進行初始化工做，且只初始化一次。

3. 對於局部靜態變量，若是不賦初值，編譯期會自動賦初值0或者空；

auto類型的初值是不肯定的。

對於C++的類對象例外，class的對象實例若是不初始化，則會自動調用默認構造函數，不論是不是static類型。

特色：static局部變量的「記憶性」與生存期的「全局性」

所謂「記憶性」是指在兩次函數調用時，在第二次調用進入時，能保持第一次調用退出時的值。

示例程序一

#include <iostream>
using namespace std;

void staticLocalVar()
{
    static int a = 0;
    cout<<"a="<<++a<<endl;
}

int main()
{
    staticLocalVar();   // a=1
    staticLocalVar();   // a=2
    system("pause");
    return 0;
}

運行結果：

 

a=1

a=2

請按任意鍵繼續. . .

應用：利用「記憶性」記錄函數調用的次數（示例程序一）
利用生存期的」全局性「改善return a pointer / reference to a local object的問題，local object的問題在於退出函數時，生存期就結束，局部變量就會被銷燬；利用static就能夠延長局部變量的生存期。

注意事項：
1. 「記憶性」是程序運行很重要的一點就是可重複性，而static變量的「記憶性」破壞了可重複性，形成不一樣時刻同一函數的運行結果不一樣。

2. 「生存期」全局性和惟一性。 普通的局部變量在棧上分配空間，所以每次調用函數時，分配的空間均可能不同，而static具備全局惟一性的特色，每次調用時都指向同一塊內存，這就形成一個很重要的問題---不可重入性！！！

在多線程或者遞歸程序中要特別注意。

2、 外部靜態變量/函數

在C中static的第二種含義：用來表示不能被其它文件訪問的全局變量和函數。

此處static的含義是指對函數的做用域僅僅侷限於本文件（因此又稱爲內部函數）。

注意：對於外部（全局）變量，不管是否有static限制，它的存儲區域都是在靜態存儲區，生存期都是全局的，此時的static只是起做用域限制做用，限制做用域在本文件內部。

使用內部函數的好處是：不一樣的人編寫不一樣的函數時，不用擔憂函數同名問題。

示例程序二

//file1.cpp
static int varA;
int varB;
extern void funA()
{
}

static void funB()
{
}

//file2.cpp
extern int varB; // 使用file1.cpp中定義的全局變量
extern int varA; // 錯誤! varA是static類型, 沒法在其餘文件中使用
extern void funA(); // 使用file1.cpp中定義的函數
extern void funB(); // 錯誤! 沒法使用file1.cpp文件中static函數

3、 靜態數據成員/成員函數（C++特有）

C++重用了這個關鍵字，它表示屬於一個類而不是屬於此類的任何特定的對象的變量和函數。

靜態類成員包括靜態數據成員和靜態函數成員。

1. 靜態數據成員

       類體中的數據成員的聲明前加上static關鍵字，該數據成員就成爲了該類的靜態數據成員。和其餘數據成員同樣，靜態數據成員也遵照public/protected/private訪問規則。同時靜態數據成員還具備如下特色。

1） 靜態數據成員的定義

      靜態數據成員其實是類域中的全局變量。因此，靜態數據成員的定義（初始化）不該該被放在頭文件中。其定義方式與全局變量相同。舉例以下：

 xxx.h文件
 class base
{
private:
    static const int _i;    //聲明，標準c++支持有序類型在類體中初始化,但vc6不支持。
};

xxx.cpp文件
const int base::_i = 10;    //定義(初始化)時不受private和protected訪問限制.

  
注：不要試圖在頭文件中定義（初始化）靜態數據成員。在大多數狀況下，這會引發重複定義。即便加上#ifndef  #define  #endif或者#pragma once也不行。

2） 靜態數據成員被類的全部對象所共享，包括該類的派生類的對象。

#include <iostream>
using namespace std;

class base
{
public:
    static int _num;    //聲明
};

int base::_num = 0; //靜態數據成員的真正定義

class derived : public base
{
};

int main()
{
    base a;
    derived b;
    a._num++;
    cout<<"base class static data number _num is "<<a._num<<endl; // 1
    b._num++;
    cout<<"derived class static data number _num is "<<b._num<<endl;// 2
    system("pause");
    return 0;
}

3） 靜態數據成員能夠成爲成員函數的可選參數，而普通數據成員則不能夠。

class base
{
public:
    static int _staticVar;
    int _var;
    void foo1(int i = _staticVar);//正確,_staticVar爲靜態數據成員
    void foo2(int i = _var);//錯誤,_var爲普通數據成員
};

 4)★靜態數據成員的類型能夠是所屬類的類型，而普通數據成員則不能夠。普通數據成員的只能聲明爲所屬類類型的指針或引用。舉例以下:

class base
{
public:
    static base _object1;//正確，靜態數據成員
    base  object2;//錯誤
    base *pObject;//正確，指針
    base &mObject;//正確，引用
};

5)  靜態數據成員的值在const成員函數中能夠被合法的改變。舉例以下：

class base
{
public:
    base()
    {
        _i = 0;
        _val = 0;
    }
    mutable int _i;
    static int _staticVal;
    int _val;
    void test() const
    {
        _i++;//正確，mutable數據成員
        _staticVal++;//正確，static數據成員
        _val++;//錯誤
    }
};
int   base::_staticVal = 0;

2. 靜態成員函數   

1).靜態成員函數的地址可用普通函數指針儲存，而普通成員函數地址須要用類成員函數指針來儲存。舉例以下：

class base
{
    static int func1();
    int func2();
};

int (*pf1)() = &base::func1;        //普通的函數指針
int (base::*pf2)() = &base::func2;  //成員函數指針

2).靜態成員函數不能夠調用類的非靜態成員。由於靜態成員函數不含this指針。  
3).靜態成員函數不能夠同時聲明爲   virtual、const、volatile函數。舉例以下：

class base
{
    virtual static void func1();//錯誤
    static void func2() const;//錯誤
    static void func3() volatile;//錯誤
};

最後要說的一點是，靜態成員是能夠獨立訪問的，也就是說，無須建立任何對象實例就能夠訪問。