C/C++修饰符static、const、extern
来源:互联网 发布:看门狗2低配置怎么优化 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 18:46
一、static静态
C++与C#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;后者主要说明static在类中的作用。
面向过程
//Example1#include<iostream>usingnamespace std;void fn(); //声明函数static int n; //声明静态全局变量void main(){ n=20; //为n赋初值 printf("%d",n);//输出n的值 fn(); //调用fn函数}void fn(){ n++; //n的值自加一(n=n+1) printf("%d",n); //输出n的值}
//Example2//File1第一个代码文件的代码#include<iostream.h>void fn(); //声明fn函数static int n; //定义静态全局变量void main(){ n=20; cout<<n<<endl; fn();}//File2第二个代码文件的代码#include<iostream.h>extern int n;void fn(){ n++; printf("%d",n);}
//Example3#include<iostream.h>#include<stdio.h>void fn();void main(){ fn(); fn(); fn();}void fn(){ static int n=10; printf("%d",n); n++;}
//Example4#include<iostream.h>static void fn();//声明静态函数void main(){ fn();}void fn()//定义静态函数{ intn=10; printf("%d",n);}
面向对象
//Example5#include<iostream.h>class Myclass{ public: Myclass(int a,int b,int c); void GetSum(); private: int a,b,c; static int Sum;//声明静态数据成员};int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员 Myclass::Myclass(int a,int b,int c){ this->a=a; this->b=b; this->c=c; Sum+=a+b+c;}void Myclass::GetSum(){ cout<<"Sum="<<Sum<<endl;}void main(){ Myclass M(1,2,3); M.GetSum(); Myclass N(4,5,6); N.GetSum(); M.GetSum();}
//Example 6#include <iostream.h>class Myclass{ public : Myclass(int a,int b,int c); static void GetSum(); // 声明静态成员函数 private : int a, b, c; static int Sum; //声明静态数据成员};int Myclass::Sum=0; //定义并初始化静态数据成员Myclass::Myclass(int a,int b,int c){ this->a = a; this->b = b; this->c = c; Sum += a + b + c; //非静态成员函数可以访问静态数据成员}void Myclass::GetSum() //静态成员函数的实现{ // cout<<a<<endl; //错误代码,a是非静态数据成员 cout<<"Sum="<<Sum<<endl;}void main(){ Myclass M(1,2,3); M.GetSum(); Myclass N(4,5,6); N.GetSum(); Myclass::GetSum();}
char a = 'A'; // global variablevoid msg() {printf("Hello\n");}
int main(void){extern char a; // extern variable must be declared before useprintf("%c ", a);(void)msg();return 0;}
#include <stdio.h>int fun(void){static int count = 10; // 此语句只在函数第一次调用时执行,后续函数调用此变量的初始值为上次调用后的值,每次调用后存储空间不释放return count--;},int count = 1;int main(void){printf("global\t\tlocal static\n");for(; count <= 10; ++count)printf("%d\t\t%d\n", count, fun());return 0;}
#include <stdio.h>int a;int main(void){int i;static char str[10];printf("integer: %d; string: (begin)%s(end)", a, str);return 0;}
二、const 常量修饰符
const我们称之为常量修饰符,意即其所修饰的对象为常量(immutable)。
使用方式:
1、函数体内修饰局部变量。
例:
void func(){
const int a=0;
}
首先,我们先把const这个单词忽略不看,那么a是一个int类型的局部自动变量,我们给它赋予初始值0。然后再看const.
const作为一个类型限定词,和int有相同的地位。
const int a;
int const a;
是等价的。于是此处我们一定要清晰的明白,const修饰的对象是谁,是a,和int没有关系。const 要求他所修饰的对象为常量,不可被改变,不可被赋值,不可作为左值(l-value)。这样的写法也是错误的:
const int a;
a=0;
这是一个很常见的使用方式:const double pi=3.14;
在程序的后面如果企图对pi再次赋值或者修改就会出错。
然后看一个稍微复杂的例子。
const int* p;
还是先去掉const 修饰符号。
注意,下面两个是等价的。
int* p;
int *p;
其实我们想要说的是,*p是int类型。那么显然,p就是指向int的指针。
同理
const int* p;
其实等价于
const int (*p);
int const (*p);
即,*p是常量。也就是说,p指向的数据是常量。
于是
p+=8; //合法
*p=3; //非法,p指向的数据是常量。
那么如何声明一个自身是常量指针呢?方法是让const尽可能的靠近p;
int* const p;
const右面只有p,显然,它修饰的是p,说明p不可被更改。然后把const去掉,可以看出p是一个指向 int形式变量的指针。
于是
p+=8; //非法
*p=3; //合法
再看一个更复杂的例子,它是上面二者的综合
const int* const p;
说明p自己是常量,且p指向的变量也是常量。
于是
p+=8; //非法
*p=3; //非法
const 还有一个作用就是用于修饰常量静态字符串。
例如:
const char* name=David;
如果没有const,我们可能会在后面有意无意的写name[4]='x'这样的语句,这样会导致对只读内存区域的赋值,然后程序会立刻异常终止。有了 const,这个错误就能在程序被编译的时候就立即检查出来,这就是const的好处。让逻辑错误在编译期被发现。
const 还可以用来修饰数组
const char s[]=David;
与上面有类似的作用。
2、在函数声明时修饰参数
来看实际中的一个例子。
void * memmove(void *dst, const void *src, size_t len);
这是标准库中的一个函数,用于按字节方式复制字符串(内存)。它的第一个参数,是将字符串复制到哪里去(dest),是目的地,这段内存区域必须
是可写。它的第二个参数,是要将什么样的字符串复制出去,我们对这段内存区域只做读取,不写。于是,我们站在这个函数自己的角度来看,src 这个指针,它所指向的内存内所存储的数据在整个函数执行的过程中是不变。于是src所指向的内容是常量。于是就需要用const修饰。
例如,我们这里这样使用它。
const char* s=hello;
char buf[100];
memmove(buf,s,6); //这里其实应该用strcpy或memcpy更好
如果我们反过来写,
memmove(s,buf,6);
那么编译器一定会报错。事实是我们经常会把各种函数的参数顺序写反。事实是编译器在此时帮了我们大忙。如果编译器静悄悄的不报错,(在函数声明处去掉const即可),那么这个程序在运行的时候一定会崩溃。
这里还要说明的一点是在函数参数声明中const一般用来声明指针而不是变量本身。
例如,上面的size_t len,在函数实现的时候可以完全不用更改len的值,那么是否应该把len也声明为常量呢?可以,可以这么做。我们来分析这么做有什么优劣。如果加了const,那么对于这个函数的实现者,可以防止他在实现这个函数的时候修改不需要修改的值(len),这样很好。但是对于这个函数的使用者,
1。这个修饰符号毫无意义,我们可以传递一个常量整数或者一个非常量整数过
去,反正对方获得的只是我们传递的一个copy。
2。暴露了实现。我不需要知道你在实现这个函数的时候是否修改过len的值。
所以,const一般只用来修饰指针。
再看一个复杂的例子
int execv(const char *path, char *const argv[]);
着重看后面这个,argv.它代表什么。如果去掉const,我们可以看出
char * argv[];
argv是一个数组,它的每个元素都是char *类型的指针。
如果加上const.那么const修饰的是谁呢?他修饰的是一个数组,argv[],意思就是说这个数组的元素是只读的。那么数组的元素的是什么类型呢?是char *类型的指针.也就是说指针是常量,而它指向的数据不是。
于是
argv[1]=NULL; //非法
argv[0][0]='a'; //合法
3、全局变量。
我们的原则依然是,尽可能少的使用全局变量。
我们的第二条规则 则是,尽可能多的使用const。
如果一个全局变量只在本文件中使用,那么用法和前面所说的函数局部变量没有什么区别。
如果它要在多个文件间共享,那么就牵扯到一个存储类型的问题。
有两种方式。
1.使用extern
例如
/* file1.h */
extern const double pi;
/* file1.c */
const double pi=3.14;
然后其他需要使用pi这个变量的,包含file1.h
#include file1.h
或者,自己把那句声明复制一遍就好。
这样做的结果是,整个程序链接完后,所有需要使用pi这个变量的共享一个存储区域。
2.使用static,静态外部存储类
/* constant.h */
static const pi=3.14;
需要使用这个变量的*.c文件中,必须包含这个头文件。
前面的static一定不能少。否则链接的时候会报告说该变量被多次定义。
这样做的结果是,每个包含了constant.h的*.c文件,都有一份该变量自己的copy,
该变量实际上还是被定义了多次,占用了多个存储空间,不过在加了static关键字后,解决了文件间重定义的冲突。
坏处是浪费了存储空间,导致链接完后的可执行文件变大。但是通常,这个,小小几字节的变化,不是问题。
好处是,你不用关心这个变量是在哪个文件中被初始化的。
最后,说说const的作用。
const 的好处,是引入了常量的概念,让我们不要去修改不该修改的内存。
直接的作用就是让更多的逻辑错误在编译期被发现。
所以我们要尽可能的多使用const。
但是很多人并不习惯使用它,更有甚者,是在整个程序 编写/调试 完后才补const。
如果是给函数的声明补const,尚好。如果是给 全局/局部变量补const,那么,为时已晚,无非是让代码看起来更漂亮了。
三、extern
1、变量声明和变量是有区别的。C++支持分离式编译机制,即程序可以被分割成多个文件,编译时每个文件都是单独被编译。这样,如果程序有多个文件,则需要在文件中有共享代码的方法。比如一个文件中要使用另一个文件中定义的变量,我们将如何调用?
解决问题的办法是实现变量的声明与定义相分离,声明变量使得名字为本程序文件所知道,比如一个文件如果想使用在另外一个文件中定义的变量,则必须包含对那个变量名字的声明,以让该文件知道,而定义变量则是创建一个与名字相关的实体。声明与定义变量的相同点就是都规定了变量的类型和名字,不同的是,定义还会给变量申请存储空间,还可能给变量赋予一个初始值。
如果我们只是要声明一个变量,无需定义,则在变量前加关键字extern即可,而且还不要显式初始化变量,加extern关键字表明该变量已经在别的程序文件中定义,这里只是说明在本程序文件中通过这种方式告之本程序要用到那个在别处定义的变量。
extern int i; //只是声明i而非定义iint j; //声明而且还定义了j
需要注意的是,任何一个显式初始化的声明都将成为定义,而不管有没有extern,extern语句一旦变量赋予了初始值就变成了定义。extern double pi=3.1415926; //定义
在函数内部,如果试图初始化一个extern关键字标记的变量将是错误的,我们需要记住的是,如果想要在多个文件中使用同一个变量,得必须将变量的声明和定义相分离,变量的定义出现且只能出现在其中一个文件当中,而其他用到该变量的文件则必须对其进行声明,不可再重复定义。2、上面已经讨论了变量的声明与定义的问题,已经把extern关键字带出水面,extern关键字看起来更像static的反义词,它将后面的变量名指明是外部链接的,比如const和typedef在默认情况下都是内部链接。还有是声明一个变量是来自外部文件的,编译器将该条语句当做声明而不是定义。我们知道,声明只是声明,无需为之分配空间。但是在某一处该变量必然是有它的定义的,正如上面所说,变量的声明和定义只是分离了,但肯定是都有的。如果你没加extern,编译器会认为你是在定义一个变量,而且相应为它分配空间,这样可能是引发冲突,因为在别的程序文件中你可能已经定义了该变量,然而你在此又定义了该变量的话,即意味着有两个全局作用域的变量,对于这种情况,我们必须得使用extern来说明是在跨文件访问这个全局变量。
3、总的一点来说,extern有两个作用,一是由于const和typedef在默认情况下是内部链接(静态链接)的,我们用extern去修饰可让它变成外部链接,让其他程序文件可见。
二是用extern修饰后的变量名可表示是一个变量声明,且仅仅是声明,它的定义和声明不在一起,可能是在别的文件中已经定义了该变量,我们在本文件中使用extern声明仅仅是告诉编译器,我们有这么个名字的变量要用到,它的定义来自于别的文件中。
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