c++ static用法总结【转载】
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。
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