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ocean's blog

平常心——可以寂寞,但不允许空虚

 
 
 

日志

 
 

static关键字  

2009-05-30 13:04:49|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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C/C++中的static有两种用法:面向过程程序设计中的static和面向对象程序设计中的static。前者应用于普通变量和函数,不涉及类的问题。

 

A.      面向过程程序设计中的static关键字

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。静态全局变量定义和使用类似:

         #include <iostream>

using namespace std;

 

void fn();

static int n; //定义静态全局变量

 

void main()

{

         n=20;

         cout<<n<<endl;

         fn();

}

 

void fn()

{

         n++;

         cout<<n<<endl;

}

静态全局变量的特点:

a. 静态变量(包括静态全局变量和静态局部变量)在全局数据区分配内存;

b. 静态变量,不管静态局部还是静态全局变量只被初始化一次。

c. 未经初始化的静态全局变量会被自动初始化为0或空格。(普通变量即自动变量的值是随机的,除非它被显式初始化)

d. 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,即其它文件中可以定义相同名称的变量,不会发生冲突

 

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。静态局部变量定义和使用类似:

         #include <iostream>

using namespace std;

 

void fn();

 

void main()

{

         fn();

         fn();

         fn();

}

 

void fn()

{

         static n=10;                          // 定义了静态局部变量,仅初始化一次!

         cout << n <<endl;

         n++;

}

         输出结果:

         10

         11

         12

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栈内存。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。

         静态局部变量的特点:

a. 该变量在全局数据区分配内存;

   b. 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

   c. 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或空格;

   d. 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,则该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,不能被其他文件使用。下面是声明和使用静态函数的示例程序:

         #include <iostream>

using namespace std;

 

static void fn();                     //声明静态函数

 

void main()

{

         fn();

}

 

void fn()                                //定义静态函数

{

         int n=10;

         cout<<n<<endl;

}

 

B.      面向对象程序设计中的static关键字

         所有在A中的针对static关键字的说明仍然适用。下面讨论面向对象关于static关键字所特有的特性。

1)      静态成员变量

         在类内成员变量的声明前加上关键字static,该数据成员就是类内的静态成员变量。先举一个静态成员变量的例子:

         #include <iostream>

using namespace std;

 

class Myclass

{

public:

         Myclass(int a,int b,int c);

         void GetSum();

private:

         int a,b,c;

         static int Sum;                     // 声明静态成员变量

};

 

int Myclass::Sum = 0;                                              // 定义并初始化静态成员变量。静态成员变量必须在类中声明,类外定

Myclass::Myclass(int a,int b,int c)                         // 义,定义时不能再出现static关键字。可以不初始化,即可以改为:

{                                                                                  // int Myclass::Sum;。这是Sum由于是静态变量而被缺省地初始化为0

         this->a=a;

         this->b=b;

         this->c=c;

         Sum+ = a+b+c;

}

 

void Myclass::GetSum()

{

         cout<< "Sum= " << Sum <<endl;

}

 

int main(void)

{

         Myclass M(1,2,3);

         M.GetSum();

         Myclass N(4,5,6);

         N.GetSum();

         M.GetSum();

 

         return 0;

}

可以看出,静态数据成员有以下特点:

对于非静态成员变量,每个类对象都有自己的拷贝。而静态成员变量被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个,静态成员变量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,静态成员变量是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说,静态成员变量只分配一次内存,供所有对象共用。所以,静态成员变量的值对每个对象都是一样的,它的值可以更新;

  静态成员变量存储在全局数据区。静态成员变量定义时要分配空间,所以不能在类声明中定义。在上面的代码中,语句int Myclass::Sum=0;是定义静态成员变量;

  静态成员变量和普通成员变量一样遵从public,protected,private访问规则;

  因为静态成员变量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;

  静态成员变量初始化与一般成员变量初始化不同。静态成员变量初始化的格式为:

  <数据类型><类名>::<静态成员变量名>=<>

  类的静态成员变量有两种访问形式:

  <类对象名>.<静态成员变量名> <类对象指针>-><静态成员变量名> <类类型名>::<静态成员变量名>

  如果静态成员变量的访问权限允许的话(public的成员),可在程序中,按上述格式来引用静态成员变量;

  静态成员变量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成员变量。这 有两个好处,第一,不管定义多少个存款类对象,利息成员变量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,使用静态成员变量有两个优势:

  静态成员变量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。静态成员变量可以是private成员,而全局变量不能。

 

2)      静态成员函数

与静态成员变量一样,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仅仅为某一个类的具体对象服务。静态成员函数与静态成员变量一样,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成员变量,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。

         #include <iostream>

using namespace std;

 

class Myclass

{

public:

         Myclass(int, int, int);

         static void getSum();                                                        // 声明静态成员函数

private:

         int a;

         int b;

         int c;

         static int sum;                                                           // 声明静态成员变量

};

 

int Myclass::sum = 0;                                                       // 定义并初始化静态成员变量,必须如此!见上例说明。

 

Myclass::Myclass(int a, int b, int c)

{

         this->a = a;

         this->b = b;

         this->c = c;

         sum += (a + b + c);                                                  // 非静态成员变量可以访问静态成员变量

}

 

void Myclass::getSum()                                                   // 静态成员函数的实现,注意此处不能有static关键字

{

         // cout << a << endl;                                                // 错误代码,a是非静态数据成员,静态成员函数不能访问

         cout << "Sum = " << sum << endl;

}

 

int main(void)

{

         Myclass M(1, 2, 3);

         M.getSum();                                                              // <对象>.<静态成员函数名称>(参数表)方式访问

         Myclass N(4, 5, 6);

         N.getSum();

         Myclass::getSum();                                                 // <类名>::<静态成员函数名称>(参数)方式访问

         Myclass* pO = new Myclass(7, 8, 9);

         pO->getSum();                                                         // <对象指针>-><静态成员函数名称>(参数表)方式访问

 

         return 0;

}

 

关于静态成员函数,可以总结为以下几点:

出现在类体外的函数定义不能指定关键字static

   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;

   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;

   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;

   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(.)(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数,也可以直接使用格式: <类名>::<静态成员函数名>(<参数表>) 来调用类的静态成员函数。

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