static关键字用法总结

static关键字是C, C++中都存在的关键字。static从字面理解，是“静态的“的 意思，与此相对应的，应该是“动态的“。

static的作用主要有以下3个：

1、扩展生存期；

2、限制作用域；

3、唯一性；

 

1、扩展生存期

这一点主要是针对普通局部变量和static局部变量来说的。声明为static的局部变量的生存期不再是当前作用域，而是整个程序的生存期。

在程序中，常用内存类型主要有堆、栈和静态存储区。要理解static局部变量就必须首先理解这三种内存类型。

 

在C/C++中, 局部变量按照存储形式可分为三种auto, static, register

(谭浩强, 第174-175页)

局部变量的默认类型都是auto，从栈中分配内存。

auto的含义是由程序自动控制变量的生存周期，通常指的就是变量在进入其作用域的时候被分配，离开其作用域的时候被释放。

而static变量，不管是局部还是全局，都存放在静态存储区。

表面意思就是不auto，变量在程序初始化时被分配，直到程序退出前才被释放；也就是static是按照程序的生命周期来分配释放变量的，而不是变量自己的生命周期. 如果在main前设置断点，然后查看static变量，已经被初始化，也就是说static在执行main函数前已经被初始化。也就是在程序初始化时被分配。

 

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堆：由程序员自己分配释放（用malloc和free,或new和delete） ，如果我们不手动释放，那就要到程序结束才释放。如果对分配的空间在不用的时候不释放而一味的分配，那么可能会引起内存泄漏，其容量取决于虚拟内存，较大。

栈：由编译器自动分配释放，其中存放在主调函数中被调函数的下一句代码、函数参数和局部变量，容量有限，较小。

静态存储区：由在编译时由编译器分配，由系统释放，其中存放的是全局变量、static变量和常量．

区别：

1）   堆是由低地址向高地址扩展，栈是由高地址向低地址扩展。

2）   堆是不连续的空间，栈是连续的空间。

3）   在申请空间后，栈的分配要比堆的快。对于堆，先遍历存放空闲存储地址的链表、修改链表、再进行分配；对于栈，只要剩下的可用空间足够，就可分配到，如果不够，那么就会报告栈溢出。

4）   栈的生命期最短，到函数调用结束时；静态存储区的生命期最长，到程序结束时；堆中的生命期是到被我们手动释放时（如果整个过程中都不手动释放，那就到程序结束时）。

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2、限制作用域

这一点相对于普通全局变量和static全局变量来说的。

对于全局变量而言，不论是普通全局 变量还是static全局变量，其存储区都是静态存储区，因此在内存分配上没有什么区别。

区 别在于：

1）  普通的全局变量和函数，其作用域为整个程序或项目，外部文件（其它cpp文件）可以通过extern关键字访问该变量和函数。一般不提倡这种用法，如果要在多个cpp文件间共享数据，应该将数据声明为extern类型。

     

        在头文件里声明为extern：

extern int g_value;     // 注意，不要初始化值！

然后在其中任何一个包含该头文件的cpp中初始化（一次）就好：

int g_value = 0;     // 初始化一样不要extern修饰，因为extern也是声明性关键字；

然后所有包含该头文件的cpp文件都可以用g_value这个名字访问相同的一个变量；

 

2）  static全局变量和函数，其作用域为当前cpp文件，其它的cpp文件不能访问该变量和函数。如果有两个cpp文件声明了同名的全局静态变量，那么他们实际上是独立的两个变量。

 

static函数的好处是不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名。

 

头文件中的static变量

如果在一个头文件中声明：

       static int g_vaule = 0;

      那么会为每个包含该头文件的cpp都创建一个全局变量，但他们都是独立的；所以也不建议这样的写法，一样不明确需要怎样使用这个变量，因为只是创建了一组同名而不同作用域的变量。

 

3、数据唯一性

这是C++对static关键字的重用。主要指静态数据成员／成员函数。

表示属于一个类而不是属于此类的任何特定对象的变量和函数. 这是与普通成员函数的最大区别, 也是其应用所在, 比如在对某一个类的对象进行计数时, 计数生成多少个类的实例, 就可以用到静态数据成员. 在这里面, static既不是限定作用域的, 也不是扩展生存期的作用, 而是指示变量/函数在此类中的唯一性. 这也是”属于一个类而不是属于此类的任何特定对象的变量和函数”的含义. 因为它是对整个类来说是唯一的, 因此不可能属于某一个实例对象的. (针对静态数据成员而言, 成员函数不管是否是static, 在内存中只有一个副本, 普通成员函数调用时, 需要传入this指针, static成员函数调用时, 没有this指针. )

static数据成员的初始化：

(1) 初始化在类体外进行，而前面不加static，以免与一般静态变量或对象相混淆。

(2) 初始化时不加该成员的访问权限控制符private，public等。

(3) 初始化时使用作用域运算符来标明它所属类，因此，静态数据成员是类的成员，而不是对象的成员。

(4) 静态数据成员是静态存储的，它是静态生存期，必须对它进行初始化。

 

Static成员函数

静态成员函数和静态数据成员一样，它们都属于类的静态成员，它们都不是对象成员。因此，对静态成员的引用不需要用对象名。

静态成员函数仅能访问静态的数据成员，不能访问非静态的数据成员，也不能访问非静态的成员函数，这是由于静态的成员函数没有this指针。