C++中关键字static介绍

前言

这里简单记录一下C++中static关键相关内容，记录于此，方便自己查阅。

正文

作用

关键字static主要用于改变变量或函数的存储方式，从而改变其作用域和生命周期。

初始化

初始化只有一次，但是可以多次赋值。

在主程序之前，编译器已经为其分配好了内存。静态局部变量和全局变量一样，数据都存放在全局区域，所以在主程序之前，编译器已经为其分配好了内存，但在C语言和C++中静态局部变量的初始化节点又有点不太一样。

1. C语言：编译阶段就分配好内存并初始化。

2. C++：首次使用静态变量时才会进行初始化。

使用场景

1. 修饰局部变量‌

   当static修饰函数内部的局部变量时，把变量的生命周期会延长至整个程序运行期间，但其作用域仍然局限于该函数内部。

   void test() {
       static int age_static;
       std::cout << age_static << std::endl;
   }
   ​
   int main()
   {
       //std::cout << age_static << std::endl; //提示未定义
       test();
   }

2. 修饰全局变量‌

   当static修饰全局变量时，该变量的作用域会被限制在定义它的文件内部，其他文件时不可见的，也无法访问！

   //two.cpp
   static int age = 101; //错误，无法链接，只能在two.cpp中可见。
   int age = 101; //正确，one.cpp中可以通过extern 访问。

   //one.cpp
   #include <iostream>
   int main()
   {
       extern int age;
       std::cout << age << std::endl;
   }

   上面int age不使用static修饰就OK，使用了static修饰就无法编译成功。

3. 修饰函数‌

   static修饰的函数即被称为静态函数。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。

   案例一和案例二是不同的写法！

   案例一

   two.cpp

   //two.cpp
   #include <iostream>
   ​
   //使用static修饰就无法正常编译，提示无法解析
   //static void forTest() {
   //  std::cout << "forTest" << std::endl;
   //}
   ​
   void forTest() {
       std::cout << "forTest" << std::endl;
   }

   one.cpp

   //one.cpp
   #include <iostream>
   void forTest();//声明未定义
   int main()
   {
       forTest();
   }

   案例二

   Hello.h

   //Hello.h
   #pragma once
   void sendHello();

   Hello.cpp

   //Hello.cpp
   #include "Hello.h"
   #include <iostream>
   ​
   void sendHello() {
       std::cout << "Hello world ^_^" << std::endl;
   }

   One.cpp

   #include "Hello.h"
   #include <iostream>
   ​
   int main()
   {
       sendHello();
   }

4. 修饰类成员

   1. 静态成员变量‌

      当static修饰类的成员变量时，该成员不仅属于类对象，也属于类，并且共享同一个静态数据成员。

   2. 静态成员函数‌

      和上面一样，不仅属于类对象，也属于类。静态成员函数只能访问类的静态数据成员和其他静态成员函数，不能访问非静态成员。

      1. C++ 独有类

      2. 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

      后面会单独介绍，略。

生命周期

• 静态局部变量‌：作用域在函数内部，生命周期在整个程序运行期间。

• ‌静态全局变量‌：作用域在定义它的文件内部，生命周期在整个程序运行期间。

• ‌静态类成员‌：作用域在整个类内部，生命周期在整个程序运行期间（对于静态数据成员而言）。

优缺点

优点

• 静态局部变量可以在函数调用之间保持值，避免重复初始化。

• 静态全局变量和函数可以实现文件隔离，避免命名冲突。

• 静态类成员可以实现所有对象共享的数据或函数。

缺点

• 静态成员函数不能访问类的非静态成员，因为它们属于类本身而非某个具体对象。

• 静态全局变量和函数可能会增加程序之间的耦合度，因为它们只能在定义它们的文件中访问和修改。

参考文章

1. 《C++从入门到精通（第6版）》

2. 《文心快码》

3. 《C++中的static关键字》