C++中static用法详解

1、什么是static?

1) 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。

2) static 被引入以告知编译器，将变量存储在程序的静态存储区而非栈上空间(静态存储区生存周期长)。

3) static 它会把变量的可见范围限制在编译单元中，使它成为一个内部连接，它的反义词为:extern。

4) 在类中，静态成员可以实现多个对象之间的数据共享，并且使用静态数据成员还不会破坏隐藏的原则，即保证了安全性。因此，静态成员是类的所有对象中共享的成员，而不是某个对象的成员。

使用静态数据成员可以节省内存，因为它是所有对象所公有的，因此，对多个对象来说，静态数据成员只存储一处，供所有对象共用。静态数据成员的值对每个 对象都是一样，但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次，保证所有对象存取更新后的相同的值，这样可以提高时间效率。

2、怎样使用static?

static int a,b;                              //全局变量                    

static float array[5]={1,2,3,4,5};

static float function();

void func(){

  static int count=0;                       //局部变量    

  ....

}

class aClass{

private:

  int x, y;

  static int count;                          //类的公共数据成员   

public:

   aClass(int a=0, int b=0)

  {

      x = a;

      y = b;

     count++;

   }

  ~aClass()

  {  count--;  }

  static int quantity()                     //只能访问类的公共数据成员

  {    return count;  }

};

初始化 (注意与赋值的区别)

int aClass::count =0;                      

aClass::count = 0;               // 仅对静态的公共的数据成员是合法的

3.静态局部变量属于静态存储方式(即不在栈内)，它具有以下特点：

(1)生存期长：

 静态局部变量在函数内定义，但不象自动变量那样，当调用时就存在，退出函数时就消失。静态局部变量始终存在着，也就是说它的生存期为整个源程序。

(2)作用域：

 静态局部变量的生存期虽然为整个源程序，但是其作用域仍与自动变量相同。

(3)比全局变量副作用小：

离开定义它的函数后不能使用，但如再次调用定义它的函数时，它又可继续使用，而且保存了前次被调用后留下的值，虽然用全局变量也可以达到上述目的，但全局变量有时会造成意外的副作用，例如中途被其它函数修改。

(4)一个静态数据成员不能是联合成员，也不能是位域成员。

(5)静态成员函数不能声明为const！但参数可以是const。

4.注意事项：

(1)类的静态成员函数是属于整个类而非类的对象，所以它没有this指针，这就导致了它仅能访问类的静态数据和静态成员函数。

(2)不能将静态成员函数定义为虚函数。

(3)由于静态成员声明于类中，操作于其外，所以对其取地址操作，就多少有些特殊，变量地址是指向其数据类型的指针,函数地址类型是一个“nonmember函数指针”。

(4)由于静态成员函数没有this指针，所以就差不多等同于nonmember函数，结果就产生了一个意想不到的好处：

 成为一个callback函数，使得我们得以将C++和C-based X Window系统结合，同时也成功的应用于线程函数身上。

(5)static并没有增加程序的时空开销，相反她还缩短了子类对父类静态成员的访问时间，节省了子类的内存空间。

(6)静态数据成员在<定义或说明>时前面加关键字static。

(7)静态数据成员是静态存储的，所以必须对它进行初始化。

(8)静态成员初始化与一般数据成员初始化不同:

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；

 初始化时不加该成员的访问权限控制符private，public等；

 初始化时使用作用域运算符来标明它所属类；

 所以我们得出静态数据成员初始化的格式：

    <数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>

(9)为了防止父类的影响，可以在子类定义一个与父类相同的静态变量，以屏蔽父类的影响。

 这里有一点需要注意：我们说静态成员为父类和子类共享，但我们又重复定义了静态成员，这会不会引起错误呢？

不会，我们的编译器采用了一种绝妙的手法：name-mangling 用以生成唯一的标志

5.实例：

　　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。

在静态成员函数的实现中不能直接引用类中说明的非静态成员，可以引用类中说明的静态成员。如果静态成员函数中要引用非静态成员时，可通过对象来引用。

下面看一个例子：

#include

class Point

{

public:

void output()

{

}

static void init()

{ 

}

};

void main( void )

{

Point pt;

pt.init();

pt.output();

}

这样编译是不会有任何错误的。

下面这样看

#include

class Point

{

public:

void output()

{ 

}

static void init()

{ 

}

};

void main( void )

{

Point::output();

}

这样编译会处错，错误信息：illegal call of non-static member function，为什么？

因为在没有实例化一个类的具体对象时，类是没有被分配内存空间的。

好的再看看下面的例子:

#include

class Point

{

public:

void output()

{ 

}

static void init()

{ 

}

};

void main( void )

{

Point::init();

}

这时编译就不会有错误，因为在类的定义时，它静态数据和成员函数就有了它的内存区，它不属于类的任何一个具体对象。

好的再看看下面的例子:

#include

class Point

{

public:

void output()

{ 

}

static void init()

{

   x = 0;

   y = 0;

}

private:

int x;

int y;

};

void main( void )

{

Point::init();

}

编译出错：

illegal reference to data member 'Point::x' in a static member function

illegal reference to data member 'Point::y' in a static member function

在一个静态成员函数里错误的引用了数据成员，

还是那个问题，静态成员（函数），不属于任何一个具体的对象，那么在类的具体对象声明之前就已经有了内存区，

而现在非静态数据成员还没有分配内存空间，那么这里调用就错误了，就好像没有声明一个变量却提前使用它一样。

也就是说在静态成员函数中不能引用非静态的成员变量。

好的再看看下面的例子:

#include

class Point

{

public:

void output()

{

   x = 0;

   y = 0;

   init(); 

}

static void init()

{

}

private:

int x;

int y;

};

void main( void )

{

Point::init();

}

好的，这样就不会有任何错误。这最终还是一个内存模型的问题，

任何变量在内存中有了自己的空间后，在其他地方才能被调用，否则就会出错。

好的再看看下面的例子:

#include

class Point

{

public:

void output()

{

}

static void init()

{

   x = 0;

   y = 0;

}

private:

static int x;

static int y;

};

void main( void )

{

Point::init();

}

编译：

Linking...

test.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "private: static int Point::y"

test.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "private: static int Point::x"

Debug/Test.exe : fatal error LNK1120: 2 unresolved externals

执行 link.exe 时出错.

可以看到编译没有错误，连接错误，这又是为什么呢？

这是因为静态的成员变量要进行初始化，可以这样：

#include

class Point

{

public:

void output()

{

}

static void init()

{

   x = 0;

   y = 0;

}

private:

static int x;

static int y;

};

int Point::x = 0;

int Point::y = 0;

void main( void )

{

Point::init();

}

在静态成员数据变量初始化之后就不会出现编译错误了。

再看看下面的代码：

#include

class Point

{

public:

void output()

{

}

static void init()

{

   x = 0;

   y = 0;

}

private:

static int x;

static int y;

};

void main( void )

{

}

编译没有错误，为什么？

即使他们没有初始化，因为我们没有访问x，y，所以编译不会出错。