static 关键字的多种使用方式
static 关键字是 C 和 C++ 中都存在的关键字,它主要有三种使用方式:局部静态变量、外部静态变量/函数和静态数据成员/成员函数。
一、局部静态变量
在 C/C++ 中,局部变量按照存储形式可分为三种:auto、static 和 register。与 auto 类型(普通)局部变量相比,static 局部变量有三点不同:
1. 存储空间分配不同:auto 类型分配在栈上,属于动态存储类别,占动态存储区空间,函数调用结束后自动释放,而 static 分配在静态存储区,在程序整个运行期间都不释放。两者之间的作用域相同,但生存期不同。
2. static 局部变量在所处模块在初次运行时进行初始化工作,且只操作一次。
3. 对于局部静态变量,如果不赋初值,编译期会自动赋初值 0 或空字符,而 auto 类型的初值是不确定的。(对于 C++ 中的 class 对象例外,class 的对象实例如果不初始化,则会自动调用默认构造函数,不管是否是 static 类型)。
特点:static 局部变量的「记忆性」。所谓「记忆性」是指在两次函数调用时,在第二次调用进入时,能保持第一次调用退出时的值。
示例程序一:
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
void staticLocalVar(){
static int a = 0; // 运行期时初始化一次,下次再调用时,不进行初始化工作
cout<<"a="<<a<<endl;
++a;
}
int main(){
staticLocalVar(); // 第一次调用,输出 a=0
staticLocalVar(); // 第二次调用,记忆了第一次退出时的值,输出 a=1
return 0;
}
```
二、外部静态变量/函数
Static 的第二种含义:用来表示不能被其它文件访问的全局变量和函数。为了限制全局变量/函数的作用域,函数或变量前加 static,使得函数成为静态函数。但此处「static」的含义不是指存储方式,而是指对函数的作用域仅局限于本文件(所以又称内部函数)。注意此时,对于外部(全局)变量,不论是否有 static 限制,它的存储区域都是在静态存储区,生存期都是全局的。此时的 static 只是起作用域限制作用,限定作用域在本模块(文件)内部。
使用内部函数的好处是: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。
示例程序三:
```cpp
// file1.cpp
static int varA;
int varB;
extern void funA(){……}
static void funB(){……}
// file2.cpp
extern int varB; // 使用 file1.cpp 中定义的全局变量
extern int varA; // 错误!varA 是 static 类型,无法在其他文件中使用
extern void funA(); // 使用 file1.cpp 中定义的函数
extern void funB(); // 错误!无法使用 file1.cpp 文件中 static 函数
```
三、静态数据成员/成员函数(C++ 特有)
C++ 重用了这个关键字,并赋予它与前面不同的第三种含义: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。
示例代码:
```cpp
class EnemyTarget {
public:
EnemyTarget() { ++numTargets; }
EnemyTarget(const EnemyTarget&) { ++numTargets; }
~EnemyTarget() { --numTargets; }
static size_t numberOfTargets() { return numTargets; }
bool destroy(); // returns success of attempt to destroy EnemyTarget object
private:
static size_t numTargets; // object counter
};
```
static 关键字在 C 和 C++ 中有三种不同的使用方式,每种方式都有其特点和应用场景。
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