C和C++的靜態函數和靜態變量

 

  1.C程序的靜態變量和函數

引用自：https://blog.csdn.net/thanklife/article/details/78476737

做者：零點零一

 

C程序一直由下列部分組成：
1）正文段——CPU執行的機器指令部分；一個程序只有一個副本；只讀，防止程序因爲意外事故而修改自身指令；
2）初始化數據段（數據段）——在程序中全部賦了初值的全局變量，存放在這裏。
3）非初始化數據段（bss段）——在程序中沒有初始化的全局變量；內核將此段初始化爲0。
4）棧——增加方向：自頂向下增加；自動變量以及每次函數調用時所須要保存的信息（返回地址；環境信息）。
5）堆——動態存儲分。

在全局變量以前加上關鍵字static，全局變量就被定義成爲一個全局靜態變量。
1）內存中的位置：靜態存儲區（靜態存儲區在整個程序運行期間都存在）
2）初始化：未經初始化的全局靜態變量會被程序自動初始化爲0（自動對象的值是任意的，除非他被顯示初始化）
3）做用域：全局靜態變量在聲明他的文件以外是不可見的。準確地講從定義之處開始到文件結尾。

好處：
定義全局靜態變量的好處：
<1>不會被其餘文件所訪問，修改
<2>其餘文件中可使用相同名字的變量，不會發生衝突。

局部靜態變量
在局部變量以前加上關鍵字static，局部變量就被定義成爲一個局部靜態變量。
1）內存中的位置：靜態存儲區
2）初始化：未經初始化的全局靜態變量會被程序自動初始化爲0（自動對象的值是任意的，除非他被顯示初始化）
3）做用域：做用域仍爲局部做用域，當定義它的函數或者語句塊結束的時候，做用域隨之結束。

注：當static用來修飾局部變量的時候，它就改變了局部變量的存儲位置，從原來的棧中存放改成靜態存儲區。可是局部靜態變量在離開做用域以後，並無被銷燬，而是仍然駐留在內存當中，直到程序結束，只不過咱們不能再對他進行訪問。
當static用來修飾全局變量的時候，它就改變了全局變量的做用域（在聲明他的文件以外是不可見的），可是沒有改變它的存放位置，仍是在靜態存儲區中。

3. 靜態函數
在函數的返回類型前加上關鍵字static，函數就被定義成爲靜態函數。
函數的定義和聲明默認狀況下是extern的，但靜態函數只是在聲明他的文件當中可見，不能被其餘文件所用。
定義靜態函數的好處：
<1> 其餘文件中能夠定義相同名字的函數，不會發生衝突
<2> 靜態函數不能被其餘文件所用。 存儲說明符auto，register，extern，static，對應兩種存儲期：自動存儲期和靜態存儲期。 auto和register對應自動存儲期。具備自動存儲期的變量在進入聲明該變量的程序塊時被創建，它在該程序塊活動時存在，退出該程序塊時撤銷。
關鍵字extern和static用來講明具備靜態存儲期的變量和函數。用static聲明的局部變量具備靜態存儲持續期（static storage duration），或靜態範圍（static extent）。雖然他的值在函數調用之間保持有效，可是其名字的可視性仍限制在其局部域內。靜態局部對象在程序執行到該對象的聲明處時被首次初始化。
因爲static變量的以上特性，可實現一些特定功能。
1． 統計次數功能
聲明函數的一個局部變量，並設爲static類型，做爲一個計數器，這樣函數每次被調用的時候就能夠進行計數。這是統計函數被調用次數的最好的辦法，由於這個變量是和函數息息相關的，而函數可能在多個不一樣的地方被調用，因此從調用者的角度來統計比較困難。

  C語言中使用靜態函數的好處：

靜態函數會被自動分配在一個一直使用的存儲區，直到退出應用程序實例，避免了調用函數時壓棧出棧，速度快不少。
關鍵字「static」，譯成中文就是「靜態的」，因此內部函數又稱靜態函數。但此處「static」的含義不是指存儲方式，而是指對函數的做用域僅侷限於本文件。 使用內部函數的好處是：不一樣的人編寫不一樣的函數時，不用擔憂本身定義的函數，是否會與其它文件中的函數同名，由於同名也沒有關係。
c語言中static的語義1.static變量:1).局部a.靜態局部變量在函數內定義,生存期爲整個源程序，但做用域與自動變量相同，只能在定義該變量的函數內使用。退出該函數後， 儘管該變量還繼續存在，但不能使用它。b.對基本類型的靜態局部變量若在說明時未賦以初值，則系統自動賦予0值。而對自動變量不賦初值，則其值是不定的。2).全局全局變量自己就是靜態存儲方式， 靜態全局變量固然也是靜態存儲方式。可是他們的做用域，非靜態全局 變量的做用域是整個源程序（多個源文件能夠共同使用）； 而靜態全局變量則限制了其做用域， 即只在定義該變量的源文件內有效， 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。2.static函數（也叫內部函數）只能被本文件中的函數調用，而不能被同一程序其它文件中的函數調用。區別於通常的非靜態函數（外部函數） static在c裏面能夠用來修飾變量，也能夠用來修飾函數。 先看用來修飾變量的時候。變量在c裏面可分爲存在全局數據區、棧和堆裏。其實咱們平時所說的堆棧是棧而不包含對，不要弄混。

2.C++程序的靜態變量和函數

2.1 靜態成員函數

（1）靜態成員函數一般用於處理類的靜態成員變量。實際上，對於類的成員函數來講，若是它不能訪問類的任何非靜態成員，則應該將該函數變成靜態成員函數。

（2）對靜態成員函數的調用，一般經過使用做用域解析運算符將函數名稱鏈接到類名來完成。若是已經定義了類的對象，那麼靜態成員函數也能夠經過使用點運算符將它們的名稱鏈接到對象來調用。

（3）this 指針不能在靜態成員函數中使用，由於靜態成員函數不是經過它們所屬類的任何實例調用的。並且，靜態成員函數除非指定該成員屬於哪一個實例，不然不能訪問其類的實例成員。例如，來看如下類定義語句：

class StatAccess

{

private:

　　int x;

public:

　　static void output()

　　{

　　　　cout << x; //對非靜態成員的不正確訪問

　　}

　　StatAccess(int x) { this->x = x; }

};

在語句 cout<<x 中試圖訪問 x 是不正確的，由於它等於隱式使用 this 指針，而這是靜態函數 output 所不具備的。相反，在如下修改過的同一個類的示例中，靜態成員函數 print 正確地訪問了非靜態成員 x，由於它使用了傳遞給它的類對象的名稱做爲形參來限定它。

class StatAccess

{

private:

　　int x;

public:

　　static void print(StatAccess a)

　　{

　　　　cout << a.x;

　　}

　　StatAccess(int x) { this->x = x; }

};

靜態成員函數的一個優勢是能夠在任何類的實例被建立以前調用它們，這使得它們能夠用來執行復雜的初始化任務，這些任務必須在建立類的對象以前完成。

C++ 使用關鍵字 Static 來描述靜態類成員函數。要理解其中原委，能夠看一看實例與靜態類成員之間的區別。類的每一個對象都有它本身的實例成員的副本，可是全部的對象都共享相同的靜態成員。

與此類似的是，每次調用函數都有其本身的非靜態局部變量的副本，可是全部的函數調用都共享相同的靜態局部變量。

• 　對象與對象之間的成員變量是相互獨立的。要想共用數據，則須要使用靜態成員和靜態方法。
• 　只要在類中聲明靜態成員變量，即便不定義對象，也能夠爲靜態成員變量分配空間，進而可使用靜態成員變量。（由於靜態成員變量在對象建立以前就已經被分配了內存空間）