C++中的static關鍵字
C++的static有兩種用法:面向過程程序設計中的static和面向對象程序設計中的static。前者應用於普通變量和函數,不涉及類;後者主要說明static在類中的作用。
一、面向過程設計中的static
1、靜態全局變量
在全局變量前,加上關鍵字static,該變量就被定義成為一個靜態全局變量。我們先舉一個靜態全局變量的例子,如下: #include
usingnamespacestd; staticintn;//定義靜態全局變量 voidfn() { n++; cout<
代碼區
全局數據區
堆區
棧區
一般程序的由new產生的動態數據存放在堆區,函數內部的自動變量存放在棧區。自動變量一般會隨著函數的退出而釋放空間,靜態數據(即使是函數內部的靜態局部變量)也存放在全局數據區。全局數據區的數據並不會因為函數的退出而釋放空間。細心的讀者可能會發現,Example 1中的代碼中將
staticintn;//定義靜態全局變量 改為 intn;//定義全局變量 程序照樣正常運行。
的確,定義全局變量就可以實現變量在文件中的共享,但定義靜態全局變量還有以下好處:
靜態全局變量不能被其它文件所用;
其它文件中可以定義相同名字的變量,不會發生沖突;
您可以將上述示例代碼改為如下:
//File1 #include usingnamespacestd; voidfn(); staticintn;//定義靜態全局變量 intmain(void) { n=20; cout< usingnamespacestd; externintn; voidfn() { n++; cout<編譯並運行這個程序,您就會發現上述代碼可以分別通過編譯,但運行時出現錯誤。試著將staticintn;//定義靜態全局變量 改為 intn;//定義全局變量 再次編譯運行程序,細心體會全局變量和靜態全局變量的區別。
2、靜態局部變量
在局部變量前,加上關鍵字static,該變量就被定義成為一個靜態局部變量。
我們先舉一個靜態局部變量的例子,如下:
#include usingnamespacestd; voidfn(); intmain(void) { fn(); fn(); fn(); return0; } voidfn() { staticintn=10; cout< 但有時候我們需要在兩次調用之間對變量的值進行保存。通常的想法是定義一個全局變量來實現。但這樣一來,變量已經不再屬於函數本身了,不再僅受函數的控制,給程序的維護帶來不便。
靜態局部變量正好可以解決這個問題。靜態局部變量保存在全局數據區,而不是保存在棧中,每次的值保持到下一次調用,直到下次賦新值。
靜態局部變量有以下特點:
(1)該變量在全局數據區分配內存;
(2)靜態局部變量在程序執行到該對象的聲明處時被首次初始化,即以後的函數調用不再進行初始化;
(3)靜態局部變量一般在聲明處初始化,如果沒有顯式初始化,會被程序自動初始化為0;
(4)它始終駐留在全局數據區,直到程序運行結束。但其作用域為局部作用域,當定義它的函數或語句塊結束時,其作用域隨之結束;
3、靜態函數
在函數的返回類型前加上static關鍵字,函數即被定義為靜態函數。靜態函數與普通函數不同,它只能在聲明它的文件當中可見,不能被其它文件使用。
靜態函數的例子:
#include usingnamespacestd; staticvoidfn();//聲明靜態函數 intmain(void) { fn(); return0; } voidfn()//定義靜態函數 { intn=10; cout< 靜態函數不能被其它文件所用;
其它文件中可以定義相同名字的函數,不會發生沖突;
二、面向對象的static關鍵字(類中的static關鍵字)
1、靜態數據成員
在類內數據成員的聲明前加上關鍵字static,該數據成員就是類內的靜態數據成員。先舉一個靜態數據成員的例子。
#include usingnamespacestd; classMyclass { private: inta,b,c; staticintsum;//聲明靜態數據成員 public: Myclass(inta,intb,intc); voidGetSum(); }; intMyclass::sum=0;//定義並初始化靜態數據成員 Myclass::Myclass(inta,intb,intc) { this->a=a; this->b=b; this->c=c; sum+=a+b+c; } voidMyclass::GetSum() { cout<<"sum="< <數據類型><類名>::<靜態數據成員名>=<值>類的靜態數據成員有兩種訪問形式:
<類對象名>.<靜態數據成員名> 或 <類類型名>::<靜態數據成員名>
如果靜態數據成員的訪問權限允許的話(即public的成員),可在程序中,按上述格式來引用靜態數據成員 ;靜態數據成員主要用在各個對象都有相同的某項屬性的時候。比如對於一個存款類,每個實例的利息都是相同的。所以,應該把利息設為存款類的靜態數據成員。這有兩個好處,第一,不管定義多少個存款類對象,利息數據成員都共享分配在全局數據區的內存,所以節省存儲空間。第二,一旦利息需要改變時,只要改變一次,則所有存款類對象的利息全改變過來了;同全局變量相比,使用靜態數據成員有兩個優勢: 靜態數據成員沒有進入程序的全局名字空間,因此不存在與程序中其它全局名字沖突的可能性;可以實現信息隱藏。靜態數據成員可以是private成員,而全局變量不能; 2、靜態成員函數
與靜態數據成員一樣,我們也可以創建一個靜態成員函數,它為類的全部服務而不是為某一個類的具體對象服務。靜態成員函數與靜態數據成員一樣,都是類的內部實現,屬於類定義的一部分。普通的成員函數一般都隱含了一個this指針,this指針指向類的對象本身,因為普通成員函數總是具體的屬於某個類的具體對象的。通常情況下,this是缺省的。如函數fn()實際上是this->fn()。但是與普通函數相比,靜態成員函數由於不是與任何的對象相聯系,因此它不具有this指針。從這個意義上講,它無法訪問屬於類對象的非靜態數據成員,也無法訪問非靜態成員函數,它只能調用其余的靜態成員函數。下面舉個靜態成員函數的例子。
#include usingnamespacestd; classMyclass { private: inta,b,c; staticintsum;//聲明靜態數據成員 public: Myclass(inta,intb,intc); staticvoidGetSum();//聲明靜態成員函數 }; intMyclass::sum=0;//定義並初始化靜態數據成員 Myclass::Myclass(inta,intb,intc) { this->a=a; this->b=b; this->c=c; sum+=a+b+c;//非靜態成員函數可以訪問靜態數據成員 } voidMyclass::GetSum()//靜態成員函數的實現 { //cout< cout<<"sum="< intmain(void) { MyclassM(1,2,3); M.GetSum(); MyclassN(4,5,6); N.GetSum(); Myclass::GetSum(); return0; } 關於靜態成員函數,可以總結為以下幾點:
出現在類體外的函數定義不能指定關鍵字static;靜態成員之間可以相互訪問,包括靜態成員函數訪問靜態數據成員和訪問靜態成員函數;非靜態成員函數可以任意地訪問靜態成員函數和靜態數據成員;靜態成員函數不能訪問非靜態成員函數和非靜態數據成員;由於沒有this指針的額外開銷,因此靜態成員函數與類的全局函數相比速度上會有少許的增長;調用靜態成員函數,可以用成員訪問操作符(.)和(->)為一個類的對象或指向類對象的指針調用靜態成員函數,也可以直接使用如下格式:
<類名>::<靜態成員函數名>(<參數表>)
調用類的靜態成員函數。