C和C++的静态函数和静态变量

 

 1.C程序的静态变量和函数

引用自：https://blog.csdn.net/thanklife/article/details/78476737

作者：零点零一

 

C程序一直由下列部分组成：
1）正文段——CPU执行的机器指令部分；一个程序只有一个副本；只读，防止程序由于意外事故而修改自身指令；
2）初始化数据段（数据段）——在程序中所有赋了初值的全局变量，存放在这里。
3）非初始化数据段（bss段）——在程序中没有初始化的全局变量；内核将此段初始化为0。
4）栈——增长方向：自顶向下增长；自动变量以及每次函数调用时所需要保存的信息（返回地址；环境信息）。
5）堆——动态存储分。

在全局变量之前加上关键字static，全局变量就被定义成为一个全局静态变量。
1）内存中的位置：静态存储区（静态存储区在整个程序运行期间都存在）
2）初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显示初始化）
3）作用域：全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的。准确地讲从定义之处开始到文件结尾。

好处：
定义全局静态变量的好处：
<1>不会被其他文件所访问，修改
<2>其他文件中可以使用相同名字的变量，不会发生冲突。

局部静态变量
在局部变量之前加上关键字static，局部变量就被定义成为一个局部静态变量。
1）内存中的位置：静态存储区
2）初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显示初始化）
3）作用域：作用域仍为局部作用域，当定义它的函数或者语句块结束的时候，作用域随之结束。

注：当static用来修饰局部变量的时候，它就改变了局部变量的存储位置，从原来的栈中存放改为静态存储区。但是局部静态变量在离开作用域之后，并没有被销毁，而是仍然驻留在内存当中，直到程序结束，只不过我们不能再对他进行访问。
当static用来修饰全局变量的时候，它就改变了全局变量的作用域（在声明他的文件之外是不可见的），但是没有改变它的存放位置，还是在静态存储区中。

3. 静态函数
在函数的返回类型前加上关键字static，函数就被定义成为静态函数。
函数的定义和声明默认情况下是extern的，但静态函数只是在声明他的文件当中可见，不能被其他文件所用。
定义静态函数的好处：
<1> 其他文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突
<2> 静态函数不能被其他文件所用。 存储说明符auto，register，extern，static，对应两种存储期：自动存储期和静态存储期。 auto和register对应自动存储期。具有自动存储期的变量在进入声明该变量的程序块时被建立，它在该程序块活动时存在，退出该程序块时撤销。
关键字extern和static用来说明具有静态存储期的变量和函数。用static声明的局部变量具有静态存储持续期（static storage duration），或静态范围（static extent）。虽然他的值在函数调用之间保持有效，但是其名字的可视性仍限制在其局部域内。静态局部对象在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化。
由于static变量的以上特性，可实现一些特定功能。
1． 统计次数功能
声明函数的一个局部变量，并设为static类型，作为一个计数器，这样函数每次被调用的时候就可以进行计数。这是统计函数被调用次数的最好的办法，因为这个变量是和函数息息相关的，而函数可能在多个不同的地方被调用，所以从调用者的角度来统计比较困难。

  C语言中使用静态函数的好处：

静态函数会被自动分配在一个一直使用的存储区，直到退出应用程序实例，避免了调用函数时压栈出栈，速度快很多。
关键字“static”，译成中文就是“静态的”，所以内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件。 使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有关系。
c语言中static的语义1.static变量:1).局部a.静态局部变量在函数内定义,生存期为整个源程序，但作用域与自动变量相同，只能在定义该变量的函数内使用。退出该函数后， 尽管该变量还继续存在，但不能使用它。b.对基本类型的静态局部变量若在说明时未赋以初值，则系统自动赋予0值。而对自动变量不赋初值，则其值是不定的。2).全局全局变量本身就是静态存储方式， 静态全局变量当然也是静态存储方式。但是他们的作用域，非静态全局 变量的作用域是整个源程序（多个源文件可以共同使用）； 而静态全局变量则限制了其作用域， 即只在定义该变量的源文件内有效， 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。2.static函数（也叫内部函数）只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用。区别于一般的非静态函数（外部函数） static在c里面可以用来修饰变量，也可以用来修饰函数。 先看用来修饰变量的时候。变量在c里面可分为存在全局数据区、栈和堆里。其实我们平时所说的堆栈是栈而不包含对，不要弄混。

2.C++程序的静态变量和函数

2.1 静态成员函数

（1）静态成员函数通常用于处理类的静态成员变量。实际上，对于类的成员函数来说，如果它不能访问类的任何非静态成员，则应该将该函数变成静态成员函数。

（2）对静态成员函数的调用，通常通过使用作用域解析运算符将函数名称连接到类名来完成。如果已经定义了类的对象，那么静态成员函数也可以通过使用点运算符将它们的名称连接到对象来调用。

（3）this 指针不能在静态成员函数中使用，因为静态成员函数不是通过它们所属类的任何实例调用的。而且，静态成员函数除非指定该成员属于哪个实例，否则不能访问其类的实例成员。例如，来看以下类定义语句：

class StatAccess

{

private:

　　int x;

public:

　　static void output()

　　{

　　　　cout << x; //对非静态成员的不正确访问

　　}

　　StatAccess(int x) { this->x = x; }

};

在语句 cout<<x 中试图访问 x 是不正确的，因为它等于隐式使用 this 指针，而这是静态函数 output 所不具有的。相反，在以下修改过的同一个类的示例中，静态成员函数 print 正确地访问了非静态成员 x，因为它使用了传递给它的类对象的名称作为形参来限定它。

class StatAccess

{

private:

　　int x;

public:

　　static void print(StatAccess a)

　　{

　　　　cout << a.x;

　　}

　　StatAccess(int x) { this->x = x; }

};

静态成员函数的一个优点是可以在任何类的实例被创建之前调用它们，这使得它们可以用来执行复杂的初始化任务，这些任务必须在创建类的对象之前完成。

C++ 使用关键字 Static 来描述静态类成员函数。要理解其中原委，可以看一看实例与静态类成员之间的区别。类的每个对象都有它自己的实例成员的副本，但是所有的对象都共享相同的静态成员。

与此相似的是，每次调用函数都有其自己的非静态局部变量的副本，但是所有的函数调用都共享相同的静态局部变量。

• 　对象与对象之间的成员变量是相互独立的。要想共用数据，则需要使用静态成员和静态方法。
• 　只要在类中声明静态成员变量，即使不定义对象，也可以为静态成员变量分配空间，进而可以使用静态成员变量。（因为静态成员变量在对象创建之前就已经被分配了内存空间）