开发者社区> 长征4号> 正文
阿里云
为了无法计算的价值
打开APP
阿里云APP内打开

static用法详解

简介:
+关注继续查看

一. 面向过程程序设计

1、静态全局变量

  在全局变量前,加上关键字static,该变量就被定义成为一个静态全局变量。我们先举一个静态全局变量的例子,如下:

  1. //Example 1  
  2.   #include <iostream.h>  
  3.   void fn();  
  4.   static int n; //定义静态全局变量  
  5.   void main()  
  6.   { n=20;  
  7.   cout<<n<<endl;  
  8.   fn();  
  9.   }  
  10.   void fn()  
  11.   { n++;  
  12.   cout<<n<<endl;  
  13.   }  

静态全局变量有以下特点:

  1. 该变量在全局数据区分配内存;
  2. 未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0( 在函数体内声明的自动变量的值是随机的,除非它被显式初始化,而在函数体外被声明的自动变量也会被初始化为0);
  3. 静态全局变量在声明它的整个文件都是可见的,而在文件之外是不可见的;
  4. 静态变量都在全局数据区分配内存,包括后面将要提到的静态局部变量。

对于一个完整的程序,在内存中的分布情况如下图:

代码区 //low address
全局数据区
堆区
栈区 //high address

  一般程序把新产生的动态数据存放在堆区,函数内部的自动变量存放在栈区。自动变量一般会随着函数的退出而释放空间,静态数据(即使是函数内部的静 态局部变量)也存放在全局数据区。全局数据区的数据并不会因为函数的退出而释放空间。细心的读者可能会发现,Example 1中的代码中将
static int n; //定义静态全局变量
改为
int n; //定义全局变量
程序照样正常运行。
的确,定义全局变量就可以实现变量在文件中的共享。

定义静态全局变量还有以下好处:

  •   静态全局变量不能被其它文件所用;
  •   其它文件中可以定义相同名字的变量,不会发生冲突;

  您可以将上述示例代码改为如下:  

  1. //Example 2//File1  
  2.   #include <iostream.h>  
  3.   void fn();  
  4.   static int n; //定义静态全局变量  
  5.   void main()  
  6.   { n=20;  
  7.   cout<<n<<endl;  
  8.   fn();  
  9.   }  
  10.   //File2  
  11.   #include <iostream.h>  
  12.   extern int n;  
  13.   void fn()  
  14.   { n++;  
  15.   cout<<n<<endl;  
  16.   }  

  编译并运行Example 2,您就会发现上述代码可以分别通过编译,但运行时出现错误。 试着将
static int n; //定义静态全局变量
改为
int n; //定义全局变量
再次编译运行程序,细心体会全局变量和静态全局变量的区别。
注意:全局变量和全局静态变量的区别
1)全局变量是不显式用static修饰的全局变量,但全局变量默认是动态的,作用域是整个工程,在一个文件内定义的全局变量,在另一个文件中,通过extern 全局变量名的声明,就可以使用全局变量。
2)全局静态变量是显式用static修饰的全局变量,作用域是所在的文件,其他的文件即使用extern声明也不能使用。

2、静态局部变量
在局部变量前,加上关键字static,该变量就被定义成为一个静态局部变量。
我们先举一个静态局部变量的例子,如下:  

  1. //Example 3  
  2.   #include <iostream.h>  
  3.   void fn();  
  4.   void main()  
  5.   { fn();  
  6.   fn();  
  7.   fn();  
  8.   }  
  9.   void fn()  
  10.   { static int n=10;  
  11.   cout<<n<<endl;  
  12.   n++;  
  13.   }  

 运行结果:

   通常,在函数体内定义了一个变量,每当程序运行到该语句时都会给该局部变量分配内存。但随着程序退出函数体,系统就会收回栈内存,局部变量也相应失效。
但有时候我们需要在两次调用之间对变量的值进行保存。通常的想法是定义一个全局变量来实现。但这样一来,变量已经不再属于函数本身了,不再仅受函数的控制,给程序的维护带来不便。
静态局部变量正好可以解决这个问题。静态局部变量保存在全局数据区,而不是保存在栈中,每次的值保持到下一次调用,直到下次赋新值。

静态局部变量有以下特点

  1. 该变量在全局数据区分配内存;
  2. 静态局部变量在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化,即以后的函数调用不再进行初始化;   
  3. 静态局部变量一般在声明处初始化,如果没有显式初始化,会被程序自动初始化为0;
  4. 它始终驻留在全局数据区,直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域,当定义它的函数或语句块结束时,其作用域随之结束;

 

3、静态函数
在函数的返回类型前加上static关键字,函数即被定义为静态函数。静态函数与普通函数不同,它只能在声明它的文件当中可见,不能被其它文件使用。
静态函数的例子: 

  1. //Example 4  
  2.  #include <iostream.h>  
  3.  static void fn();//声明静态函数  
  4.  void main()  
  5.  {  
  6.  fn();  
  7.  }  
  8.  void fn()//定义静态函数  
  9.  { int n=10;  
  10.  cout<<n<<endl;  
  11.  }  

定义静态函数的好处:

  •   静态函数不能被其它文件所用;
  •   其它文件中可以定义相同名字的函数,不会发生冲突;

 

 

二. 面向对象程序设计
(类中的static关键字)

公共静态数据成员可被类的外部访问,保护或私有静态数据成员只可被类的内部访问。


1、静态数据成员
在类内数据成员的声明前加上关键字static,该数据成员就是类内的静态数据成员。先举一个静态数据成员的例子。

  1. //Example 5  
  2. #include <iostream.h>  
  3. class Myclass  
  4. {  
  5. public:  
  6. Myclass(int a,int b,int c);  
  7. void GetSum();  
  8. private:  
  9. int a,b,c;  
  10. static int Sum;//声明静态数据成员  
  11. };  
  12. int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员  
  13. Myclass::Myclass(int a,int b,int c)  
  14. this->a=a;  
  15. this->b=b;  
  16. this->c=c;  
  17. Sum+=a+b+c;}  
  18. void Myclass::GetSum()  
  19. { cout<<"Sum="<<Sum<<endl;  
  20. }  
  21. void main()  
  22. { Myclass M(1,2,3);  
  23. M.GetSum();  
  24. Myclass N(4,5,6);  
  25. N.GetSum();  
  26. M.GetSum();}  

 

运行结果:

可以看出,静态数据成员有以下特点

  1. 对于非静态数据成员,每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个,静态数据成员在程序中也只有一份拷 贝,由该类型的所有对象共享访问。也就是说,静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说,静态数据成员只分配一次内存,供所有对象共 用。所以,静态数据成员的值对每个对象都是一样的,它的值可以更新;
  2. 静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间,所以不能在类声明中定义在Example 5中,语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员;
  3. 静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则;
  4. 因为静态数据成员在全局数据区分配内存,属于本类的所有对象共享,所以,它不属于特定的类对象,在没有产生类对象时其作用域就可见,即在没有产生类的实例时,我们就可以操作它;

 

静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式为:

  <数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>

类的静态数据成员有两种访问形式:
<类对象名>.<静态数据成员名> 或 <类类型名>::<静态数据成员名>


如果静态数据成员的访问权限允许的话(即public的成员),可在程序中,按上述格式来引用静态数据成员 ;

     静态数据成员主要用在各个对象都有相同的某项属性的时候。比如对于一个存款类,每个实例的利息都是相同的。所以,应该把利息设为存款类的静态数据成 员。这 有两个好处,第一,不管定义多少个存款类对象,利息数据成员都共享分配在全局数据区的内存,所以节省存储空间。第二,一旦利息需要改变时,只要改变一次, 则所有存款类对象的利息全改变过来了;

同全局变量相比,使用静态数据成员有两个优势:

  • 静态数据成员没有进入程序的全局名字空间,因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性;   
  • 可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员,而全局变量不能;

 

2、静态成员函数
与静态数据成员一样,我们也可以创建一个静态成员函数,它为类的全部服务而不是为某一个类的具体对象服务。静态成员函数与静态数据成员一样,都是类的 内部 实现,属于类定义的一部分。 普通的成员函数一般都隐含了一个this指针,this指针指向类的对象本身,因为普通成员函数总是具体的属于某个类的具体对象的。通常情况下,this 是缺省的。如函数fn()实际上是this->fn()。但是与普通函数相比,静态成员函数由于不是与任何的对象相联系,因此它不具有this指 针。从这个意义上讲,它无法访问属于类对象的非静态数据成员,也无法访问非静态成员函数,它只能调用其余的静态成员函数。 下面举个静态成员函数的例子。

  1. //Example 6  
  2.   #include <iostream.h>  
  3.   class Myclass  
  4.   {public:  
  5.   Myclass(int a,int b,int c);  
  6.   static void GetSum();/声明静态成员函数  
  7.   private:  
  8.   int a,b,c;  
  9.   static int Sum;//声明静态数据成员  
  10.   };  
  11.   int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员  
  12.   Myclass::Myclass(int a,int b,int c)  
  13.   { this->a=a;  
  14.   this->b=b;  
  15.   this->c=c;  
  16.   Sum+=a+b+c; //非静态成员函数可以访问静态数据成员  
  17.   }  
  18.   void Myclass::GetSum() //静态成员函数的实现  
  19.   {// cout<<a<<endl; //错误代码,a是非静态数据成员  
  20.   cout<<"Sum="<<Sum<<endl;  
  21.   }  
  22.   void main()  
  23.   { Myclass M(1,2,3);  
  24.   M.GetSum();  
  25.   Myclass N(4,5,6);  
  26.   N.GetSum();  
  27.   Myclass::GetSum();  
  28.   }  

关于静态成员函数,可以总结为以下几点:

  1. 出现在类体外的函数定义不能指定关键字static;
  2. 静态成员之间可以相互访问,包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数;
  3. 非静态成员函数可以任意地访问静态成员函数和静态数据成员;
  4. 静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员;   
  5. 由于没有this指针的额外开销,因此静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少许的增长;

调用静态成员函数,可以用成员访问操作符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数,也可以直接使用如下格式:
<类名>::<静态成员函数名>(<参数表>)
调用类的静态成员函数。
作用
static静态变量声明符。 在声明它的程序块,子程序块或函数内部有效,值保持,在整个程序期间分配存储器空间,编译器默认值0。
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。

为什么要引入static?
函数内部定义的变量,在程序执行到它的定义处时,编译器为它在栈上分配空间,大家知道,函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉,(注意:在栈上分配的空间会在函数执行后结束)这样就产生 了一个问题: 如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时,如何实现? 最容易想到的方法是定义一个全局的变量,但定义为一个全局变量有许多缺点,最明显的缺点是破坏了此变量的访问范围(使得在此函数中定义的变量,不仅仅受此 函数控制)。

什么时候用static?
需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部,对外不可见。

static的内部机制
静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用,所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。
这样,它的空间分配有三个可能的地方,一是作为类的外部接口的头文件,那里有类声明;二是类定义的内部实现,那里有类的成员函数定义;三是应用程序的main()函数前的全局数据声明和定义处。
静态数据成员要实际地分配空间,故不能在类的声明中定义(只能声明数据成员)。类声明只声明一个类的“尺寸和规格”,并不进行实际的内存分配,所以在 类声明中写成定义是错误的。它也不能在头文件中类声明的外部定义,因为那会造成在多个使用该类的源文件中,对其重复定义。
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
数据成员按定义出现的先后顺序依次初始化,注意静态成员嵌套时,要保证所嵌套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。

static的优势
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。

应用格式
引用静态数据成员时,采用如下格式:
<类名>::<静态成员名>
如果静态数据成员的访问权限允许的话(即public的成员),可在程序中,按上述格式来引用静态数据成员。
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 们有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。在各通信公司的笔试面试中经常出现的考题就是static的作用及功能。

C中的static函数
分类

static 函数内部函数和外部函数
当一个源程序由多个源文件组成时,C语言根据函数能否被其它源文件中的函数调用,将函数分为内部函数和外部函数。
内部函数
(又称静态函数)
如果在一个源文件中定义的函数,只能被本文件中的函数调用,而不能被同一程序其它文件中的函数调用,这种函数称为内部函数。
定义一个内部函数,只需在函数类型前再加一个“static”关键字即可,如下所示:
static 函数类型 函数名(函数参数表)
{……}
关键字“static”,译成中文就是“静态的”,所以内部函数又称静态函数。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。
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,因为同名也没有关系。
外部函数
外部函数的定义:在定义函数时,如果没有加关键字“static”,或冠以关键字“extern”,表示此函数是外部函数:
[extern] 函数类型 函数名(函数参数表)
{……}
调用外部函数时,需要对其进行说明:
[extern] 函数类型 函数名(参数类型表)[,函数名2(参数类型表2)……];
[案例]外部函数应用。
(1)文件mainf.c
main()
{ extern void input(…),process(…),output(…);
input(…); process(…); output(…);
}
(2)文件subf1.c
……
extern void input(……) /*定义外部函数*/
{……}
(3)文件subf2.c
……
extern void process(……) /*定义外部 函数*/
{……}
(4)文件subf3.c
……
extern void output(……) /*定义外部函数*/
{……}

JAVA中的static

作用

有时你希望定义一个类成员,使它的使用完全独立于该类的任何对象。通常情况下,类成员必须通过它的类的对象访问,但是可以创建这样一个成员,它能够被 它自己使用,而不必引用特定的实例。在成员的声明前面加上关键字static(静态的)就能创建这样的成员。如果一个成员被声明为static,它就能够 在它的类的任何对象创建之前被访问,而不必引用任何对象。你可以将方法和变量都声明为static。static 成员的最常见的例子是main( ) 。因为在程序开始执行时必须调用main() ,所以它被声明为static。
声明为static的变量称为静态变量或类变量。可以直接通过类名引用静态变量,也可以通过实例名来引用静态变量,但最好采用前者,因为后者容易混淆静态变量和一般变量。静态变量是跟类相关联的,类的所有实例共同拥有一个静态变量。
声明为static的方法称为静态方法或类方法。静态方法可以直接调用静态方法,访问静态变量,但是不能直接访问实例变量和实例方法。静态方法中不能使用this关键字,因为静态方法不属于任何一个实例。静态方法不能被子类的静态方法覆盖。
举例
如果你需要通过计算来初始化你的static变量,你可以声明一个static块,Static 块仅在该类被加载时执行一次。下面的例子显示的类有一个static方法,一些static变量,以及一个static 初始化块:  

[java] view plaincopy
  1. // Demonstrate static variables,methods,and blocks.  
  2.   class UseStatic {  
  3.   static int a = 3;  
  4.   static int b;  
  5.   static void meth(int x) {  
  6.   System.out.println("x = " + x);  
  7.   System.out.println("a = " + a);  
  8.   System.out.println("b = " + b);  
  9.   }  
  10.   static {  
  11.   System.out.println("Static block initialized.");  
  12.   b = a * 4;  
  13.   }  
  14.   public static void main(String args[]) {  
  15.   meth(42);  
  16.   }  
  17.   }  

   一旦UseStatic 类被装载,所有的static语句被运行。首先,a被设置为3,接着static 块执行(打印一条消息),最后,b被初始化为a*4 或12。然后调用main(),main() 调用meth() ,把值42传递给x。3个println ( ) 语句引用两个static变量a和b,以及局部变量x 。
注意:在一个static 方法中引用任何实例变量都是非法的。
下面是该程序的输出:
Static block initialized.
x = 42
a = 3

  b = 12

 

1.要使用静态数据成员必须在main()程序运行之前分配空间和初始化。使用静态成员函数,可以再实际创建任何对象之前初始化专有的静态数据成员。静态成员不与类的任何特定对象相关联。
2.静态的static一词与静态存储类的static是两个概念,一个论及类,一个论及内存空间的位置以及作用域限定。所以要区分静态对象和静态成员。

 






本文转自夏雪冬日博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/heyonggang/p/3198431.html,如需转载请自行联系原作者

版权声明:本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献,版权归原作者所有,阿里云开发者社区不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,填写侵权投诉表单进行举报,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

相关文章
static的简单用法
static的简单用法
0 0
Static 关键字的 5 种用法,你会几种?
说到static,静态变量和静态方法大家随口就来,因为他们在实际开发中应用很广泛,但他们真正在使用的时候会存在很多问题,而且它的使用不只那两种:
0 0
关于static和const的解释
关于static和const的解释
391 0
c++中static的全部用法
要理解static,就必须要先理解另一个与之相对的关键字,很多人可能都还不知道有这个关键字,那就是auto,其实我们通常声明的不用static修饰的变量,都是auto的,因为它是默认的,就象short和long总是默认为int一样;我们通常声明一个变量: int a; string s;   其实就...
580 0
static用法详解
一. 面向过程程序设计 1、静态全局变量   在全局变量前,加上关键字static,该变量就被定义成为一个静态全局变量。我们先举一个静态全局变量的例子,如下:    [cpp] view plaincopy //Example 1     #in...
640 0
常量和变量:public static const 和public static var
常量和变量:public static const 和public static var 变量var 常量const 经常用var ,有时忘了用const    
344 0
+关注
文章
问答
文章排行榜
最热
最新
相关电子书
更多
低代码开发师(初级)实战教程
立即下载
阿里巴巴DevOps 最佳实践手册
立即下载
冬季实战营第三期:MySQL数据库进阶实战
立即下载