C++中的几个关键字（static、const、#define、inline、sizeof与strlen、指针与引用、new与malloc）

1、C++中static关键字的作用：（推荐博文：http://blog.csdn.net/hackbuteer1/article/details/7487694）

（1）应用于普通变量和函数，不涉及类（静态全局变量、静态局部变量、静态函数）

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。

特点包括：

a.该变量存储在全局数据区；

b.未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0；

c.静态全局变量在定义它的文件可见，在其他文件不可见（隐藏作用），这样其它文件中可以定义相同名字的变量，不会发生冲突；

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。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。
静态局部变量有以下特点：
    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；
    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；

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，其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突。

（2）类中的static关键字（静态数据成员、静态成员函数）

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。

静态数据成员有以下特点：

• a.对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。而对于静态数据成员，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，由该类的所有对象共享访问。所以静态数据成员的值对每个对象都是一样的；
• b.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。语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员；
• c.静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；
• d.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;
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静态成员函数：它为类的全部服务而不是为某一个类对象服务，属于类的内部实现。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对象的，通常情况下，this是缺省的。但静态成员函数由于不是与任何对象相联系，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。

静态成员函数特点：

• a.出现在类体外的函数定义不能指定关键字static；
• b.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；
• c.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；
• d.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；
• e.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；
• 注意：不能将静态成员函数定义为虚函数。

2、const关键字的作用

（1）修饰普通变量：

   a.表明该变量是常量，具有不可变性，拥有数据类型，要进行类型检查;

   b.可以节省空间，避免不必要的内存分配。const定义常量从汇编的角度来看，只是给出了对应的内存地址，而不是象#define一样给出的是立即数，所以const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝，而#define定义的常量在内存中有若干个拷贝。

   c.提高了效率。编译器通常不为普通const常量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，这使得它成为一个编译期间的常量，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高。

（2）修饰指针

const int* ptr; 
int const* ptr; 

int* const ptr;

如果const位于星号左侧，则const是用来修饰指针所指向的变量，即指针指向常量，不能修改；如果const位于星号右侧，则const就是修饰指针本身，即指针本身就是常量。

（3）修饰成员函数：一些成员函数修改对象，一些不修改，为了使成员函数的意义更加清楚，在不修改对象的成员函数的函数原型后加上const关键字，表示该成员函数不会修改成员变量。如果const放在函数声明前，意味着函数的返回值是常量，意义就完全不同了。注意：在const成员函数中，用mutable修饰成员函数变量名后，就可以修改类的成员变量

3、const define inline的区别

本质：define只是字符串替换，const参与编译运行，inline由编译器控制。

（1）define：仅仅是宏替换，没有数据类型，不做类型检查；不占用内存 

（2）const：拥有类型，做类型检查；占用内存；（const内存效率更高，编译器通常将const变量保存在符号表中，使它成为一个编译期间的常量，没有存储和读取的操作） 
（3）inline：

a.内联函数和普通函数相比可以加快程序运行的速度，因为不需要中断调用，在编译的时候内联函数可以直接被嵌入到目标代码中；

b.内联函数要做类型检查；

c.inline一般用于如下情况：一个函数不断被调用，而这个函数只有简单几行，函数内不包括for、while、switch等语句，这样对于短小的代码来说，inline增加空间消耗换来了效率提高

4、sizeof关键字

（1）数据对齐：数据所在的内存地址必须是数据长度的整数倍，详细：

a.当结构体内的元素的长度都小于处理器的位数，便以结构体里面最长的数据元素为对齐单位；

b.当结构体内的元素的长度存在大于处理器位数的，便以处理器位数为对齐单位；

c.结构体内类型相同的数据元素与数组一样，存放在连续的地址空间内

（2）sizeof关键字的使用场景：

a.用它看看某种类型的对象在内存中所占的单元字节，这样在动态分配一对象时，可以让系统知道要分多少内存；

b.便于类型的扩充，例如Windows里面就有这个字节大小

c.由于操作数的字节在实现时可能会出现变化，建议在涉及操作数字节大小时用sizeof代替常量计算

d.与存储分配和I/O系统那样的例程进行通信，如malloc,fread

(3)注意：

a.因为静态变量时存储在全局数据区的，而sizeof计算的是栈中分配的内存大小，因此是不会计算静态变量的

b.空类所占空间为1,单一继承的空类所占空间也为1，多重继承的空类空间还是1，虚继承设计虚表（虚指针），指针大小

5、sizeof关键字与strlen的区别

（1）sizeof是运算符，strlen是函数；

（2）sizeof可以用类型做参数，strlen只能用char*指针做阐述，且指针指向的字符串必须是以“\0”结尾的

（3）数组做sizeof的参数是不退化的，而做strlen的参数就退化为指针；

（4）大部分编译程序在编译的时候就把sizeof计算过了，是某一类型或变量的长度，但strlen的结果是在运行的时候才计算的（实质就是循环计算字符串长度）

6、指针与引用的区别：

本质：都是地址的概念，只是指针是一个实体，引用是别名，具体来说：

（1）指针可以为空，引用不能为空；

（2）在参数传递时，指针不会做类型检查，而引用会；

（3）指针会分配内存，而引用不会；

（4）指针可以在运行时改变其所指向的值，引用一旦和某个对象绑定就不再改变 
一般如下情况使用指针：a.考虑到存在不指向任何对象的可能；b.需要能够在不同时刻指向不同的对象

7、new与malloc的区别：

（1）new是运算符，malloc是一个库函数；

（2）new会调用构造函数，malloc不会；

（3）new返回指定类型指针，malloc返回void*指针；

（4）new会自动计算需分配的空间，malloc不行；

（5）new可以被重载，malloc不能。

关于更多指针的内容，后续补上（常量指针，函数指针，指针数组与数组指针，this指针，指向指针的指针，迷途指针，智能指针）