c++中的static关键字

内存的分区模型

对于堆区的数据，一般是程序员申请的空间，用完之后需要自己释放，而栈区的数据包含的是局部变量（函数内定义的）、参数等，生命结束后由系统自动释放。而静态区的数据要等整个程序运行结束以后才释放。

3.2、static

static 是C++中很常用的修饰符，它被用来控制变量的存储方式和可见性。

引入static的原因：

函数内部定义的变量，在程序执行到它的定义处时，编译器为它在栈上分配空间，大家知道，函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉，这样就产生了一 个问题: 假如想将函数中此变量的值保存至下一次调用时，如何实现？ 最轻易想到的方法是定义一个全局的变量，但定义为一个全局变量有许多缺点，最明显的缺点是破坏了此变量的访问范围（使得在此函数中定义的变量，不仅仅受此 函数控制，所有的函数都共享这个全局变量）。

什么时候需要static：

需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部，对外不可见。

C++的static有两种用法：面向过程程序设计中的static和面向对象程序设计中的static。前者应用于普通变量和函数，不涉及类；后者主要说明static在类中的作用。

1、面向过程设计的static

1.1、静态全局变量

静态全局变量的特点：

1、该变量在全局数据区分配内存

2、未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0（自动变量的值是随机的，除非它被显式初始化）

3、静态全局变量在声明它的整个文件都是可见的，而在文件之外是不可见的；　静态全局变量不能被其它文件所用； 其它文件中可以定义相同名字的变量，不会发生冲突

如上图所示，另外一个文件引用静态变量，报错

如果将静态变量改为全局变量的话，如下图：

这样的话就可以在另外一个文件使用

1.2、静态局部变量

解决办法：设置为静态变量的话，可以实现变量的永远存储

因为第一次调用fun（）函数后，最后实现了++，所以a的值变为11，然后下一次fun（）调用就输出11，然后再++，第三次调用之后变为12.

静态局部变量的特点：

1、该变量在全局数据区分配内存；

2、静态局部变量在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化，即以后的函数调用不再进行初始化；

3、静态局部变量一般在声明处初始化，如果没有显式初始化，会被程序自动初始化为0；

4、它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域，当定义它的函数或语句块结束时，其作用域随之结束；

1.3、静态函数

在函数的返回类型前加上static关键字,函数即被定义为静态函数。静态函数与普通函数不同，它只能在声明它的文件当中可见，不能被其它文件使用。

定义静态函数的好处： • 静态函数不能被其它文件所用； • 其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突；

2、面向对象的static（类中的static关键字）

2.1、静态数据成员

在类内数据成员的声明前加上关键字static，该数据成员就是类内的静态数据成员。

静态数据成员的特点：

1、所有对象共享同一份数据

2、在编译阶段分配内存

3、类内生明，类外初始化

#include<iostream>
using namespace std;


class Person
{
private:
    static int age;  //静态成员变量，私有变量，类内生明
public:
    static int height;  //静态成员变量，公共变量，类内声明
};


//类外初始化
int Person::height =180;
int Person::age =20;


void test01()
{
    Person p1;
    cout << "p1的身高为：" << p1.height <<endl;


    Person p2;
    cout << "p2的身高为：" << p2.height <<endl;


    //修改
    p1.height = 200;
    cout << "-------------------" <<endl;


    cout << "p1的身高为：" << p1.height <<endl;
    cout << "p2的身高为：" << p2.height <<endl;
}


int main()
{
    test01();


    return 0;
}

1、对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个，静态数据成员在程序中也只有一份拷贝，由该类型的所有对象共享访问。也就是说，静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说，静态数据成员只分配一次内存，供所有对象共用。所以，静态数据成员的值对每个对象都是一样的，它的值可以更新；

2、静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间，所以不能在类声明中定义

3、静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；

4、因为静态数据成员在全局数据区分配内存，属于本类的所有对象共享，所以，它不属于特定的类对象，在没有产生类对象时其作用域就可见，即在没有产生类的实例时，我们就可以操作它；静态成员类出现他就出现

5、同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：  静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性；

可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员，而全局变量不能；

2.2、静态成员函数

与静态数据成员一样，我们也可以创建一个静态成员函数，它为类的全部服务而不是为某一个类的具体对象服务。静态成员函数与静态数据成员一样，都是类的内部实现，属于类定义的一部分。普通的成员函数一般都隐含了一个this指针，this指针指向类的对象本身，因为普通成员函数总是具体的属于某个类的具体对象的。通常情况下，this是缺省的。如函数fn()实际上是this->fn()。但是与普通函数相比，静态成员函数由于不是与任何的对象相联系，因此它不具有this指针。从这个意义上讲，它无法访问属于类对象的非静态数据成员，也无法访问非静态成员函数，它只能调用其余的静态成员函数。

#include<iostream>
using namespace std;


class Person
{
public:
    static void func()
{
        cout << "func()调用" << endl;
        m_A =100;
        //m_B =200;  错误，静态成员函数只能调用静态成员变量
        cout << "m_A =" << m_A<<endl;
    }


    static int m_A;  //静态变量
    int m_B;  //普通变量
private:
    static void func2()
{
        cout << "func2()的调用" << endl;
    }
};


int Person::m_A=10;


void test01()
{
    Person p1;
    p1.func();
}


int mian()
{
    test01();
    return 0;
}

1、出现在类体外的函数定义不能指定关键字static；

2、静态成员之间可以相互访问，包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数

3、非静态成员函数可以任意地访问静态成员函数和静态数据成员；

4、静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员；

5、由于没有this指针的额外开销，因此静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少许的增长；