c++之重要的关键字（一）---static

很多时候，我们都会用到一些特别的关键字。但是我们懂得他们的意义和作用吗？

static   静态关键字

　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：

　　代码区 //low address

　　全局数据区

　　堆区

　　栈区 //high address

　　一般程序的由new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。

 

     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；

        静态全局变量有以下特点：

　　该变量在全局数据区分配内存；

　　未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0（自动变量的值是随机的，除非它被显式初始化）；

　　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；

    注意：全局变量和全局静态变量的区别

　　1）全局变量是不用static修饰的全局变量，但全局变量默认是静态的，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。

       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：

　　该变量在全局数据区分配内存；

　　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；

　　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；

　　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；

     如一下例子：

         void fn();

　　  void main()

　  　{    fn();

　　       fn();

　　      fn();

　　}

　　void fn()

　　{ static int n=10;

　　cout<<n<<endl;

　　n++;

　　}  

     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。

        定义静态函数的好处：

　  　静态函数不能被其它文件所用，即使用extern 说明也是错误的，不能生效；

　　 其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突；

          函数内部函数和外部函数

         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)

　　 {……}

         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)……； 

       如下：

       （1）文件mainf.c

　　main()

　　{ extern void input(…);

　　input(…);

　　}

　　（2）文件subf1.c

　　extern void input(……) /*定义外部函数*/

　　{……}

  

   4、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；

         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。如：int Myclass::Sum=0;  //是定义静态数据成员； 

          静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；

         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.

        有两个好处:

        第一，不管定义多少个类对象，静态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。

        第二，一旦静态数据要改变时，只要改变一次， 则所有类对象的静态数据成员数据全改变过来了；

 

  5、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。

      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。

     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；

     如：

    #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();

　　} 

     总结一下，static 的作用就是在于隐蔽性，避免与其它文件的同名变量或函数冲突。而在面向对象时，static 的作用在于所有对象间共享，避免内存浪费。

    下面在介绍一下一个特别的类：

     template <class T>

     class single
     {

            public:    

                static  T&Intance();

     };

    //取得实例
    template<class T>

     T&single::Intance()

     {

             static T instance

             return single;

    }

    这个类是一个模板类，它只有一个静态成员函数，包括局部静态成员变量；这个类使用在一个对象在多个文件中共享使用，而且这个对象是通过自定义默认构造函数生成的。

    使用：

      class A: public single<A>

    {

                public:  

                A(..){.....}

                void Sum(){...}

      };

     在其他文件中是要到A类时:

     A::Instance().Sum();

      也就是说A类的实例已经在定义时就已经初始化了，我们只是通过Instance()来调用而已，而这个实例在多个文件中类似与共享了。