c與c++ static函式的區別
static
關鍵字是
c, c++
中都存在的關鍵字
, 它主要有三種使用方式
, 其中前兩種只指在
c語言中使用
, 第三種在
c++中使用
(c,c++
中具體細微操作不盡相同
, 本文以
c++為準
).(1)
區域性靜態變數
(2)外部靜態變數/函式
(3)靜態資料成員
/成員函式
下面就這三種使用方式及注意事項分別說明
一、區域性靜態變數
在c/c++中,
區域性變數按照儲存形式可分為三種
auto, static, register
(語言程式設計
(第二版
)>
譚浩強,
第174-175頁)
與auto型別(
普通)區域性變數相比
, static
區域性變數有三點不同
1. 儲存空間分配不同
auto
型別分配在棧上
, 屬於動態儲存類別
, 佔動態儲存區空間
, 函式呼叫結束後自動釋放, 而
static
分配在靜態儲存區
, 在程式整個執行期間都不釋放
. 兩者之間的作用域相同
, 但生存期不同
.2. static
區域性變數在所處模組在初次執行時進行初始化工作
, 且只操作一次
3. 對於區域性靜態變數
, 如果不賦初值
, 編譯期會自動賦初值
0或空字元, 而
auto
型別的初值是不確定的
. (對於
c++中的
class
物件例外
, class
的物件例項如果不初始化
, 則會自動呼叫預設建構函式
, 不管是否是
static型別)
特點: static
區域性變數的」記憶性」與生存期的」全域性性」
所謂」記憶性」是指在兩次函式呼叫時
, 在第二次呼叫進入時
, 能保持第一次呼叫退出時的值
. 示例程式一
#include
using namespace std;
void staticlocalvar()應用:
利用」記憶性」
, 記錄函式呼叫的次數
(示例程式一
)利用生存期的」全域性性」
, 改善」
return a pointer / reference to a local object
」的問題
. local object
的問題在於退出函式
, 生存期即結束
,. 利用
static
的作用,
延長變數的生存期
.示例程式二
:// ip address to string format
// used in ethernet frame and ip header analysis
const char * iptostr(uint32 ipaddr)
注意事項
:1.
「記憶性」
, 程式執行很重要的一點就是可重複性, 而
static
變數的」記憶性」破壞了這種可重複性
, 造成不同時刻至執行的結果可能不同
.2.
「生存期」全域性性和唯一性
. 普通的
local
變數的儲存空間分配在
stack上,
因此每次呼叫函式時
, 分配的空間都可能不一樣, 而
static
具有全域性唯一性的特點
, 每次呼叫時
, 都指向同一塊記憶體
, 這就造成乙個很重要的問題
----不可重入性
!!!這樣在多執行緒程式設計或遞迴程式設計中
, 要特別注意這個問題.(
不可重入性的例子可以參見
(影印版)第
103-105頁)
下面針對示例程式二
, 分析在多執行緒情況下的不安全性
.(為方便描述
, 標上行號)①
const char * iptostr(uint32 ipaddr)②假
設現在有兩個執行緒
a,b執行期間都需要呼叫
iptostr()
函式, 將32
位的ip
位址轉換成點分
10進製的字串形式. 現
a先獲得執行機會
, 執行
iptostr(),
傳入的引數是
0x0b090a0a,
順序執行完應該返回的指標儲存區內容是:」
10.10.9
.11」
, 現執行到⑥時
, 失去執行權
, 排程到
b執行緒執行
, b執行緒傳入的引數是
0xa8a8a8c0,
執行至⑦
, 靜態儲存區的內容是
192.168.168.168.
當再排程到
a執行時
, 從⑥繼續執行
,由於
strbuff
的全域性唯一性
, 內容已經被
b執行緒沖掉,
此時返回的將是
192.168.168.168
字串,
不再是10.10.9.11
字串.
二、外部靜態變數／函式在c
中static
有了第二種含義：用來表示不能被其它檔案訪問的全域性變數和函式。但為了限制全域性變數
/函式的作用域
, 函式或變數前加
static
使得函式成為靜態函式。但此處「
static
」的含義不是指儲存方式，而是指對函式的作用域僅侷限於本檔案
(所以又稱內部函式
)。注意此時
, 對於外部(全域性
)變數, 不論是否有
static
限制,
它的儲存區域都是在靜態儲存區
, 生存期都是全域性的
. 此時的
static
只是起作用域限制作用
, 限定作用域在本模組(檔案
)內部.使用內部函式的好處是：不同的人編寫不同的函式時，不用擔心自己定義的函式，是否會與其它檔案中的函式同名。
示例程式三
:static int vara;
int varb;
extern void funa()
static void funb()
extern int varb; //
使用file1.cpp
中定義的全域性變數
extern int vara; //
錯誤! vara
是static
型別,
無法在其他檔案中使用
extern vod funa(); //
使用file1.cpp
中定義的函式
extern void funb(); //
錯誤!
無法使用
file1.cpp
檔案中static
函式三、靜態資料成員／成員函式
(c++特有)
c+ +
重用了這個關鍵字，並賦予它與前面不同的第三種含義：表示屬於乙個類而不是屬於此類的任何特定物件的變數和函式
. 這是與普通成員函式的最大區別
, 也是其應用所在
, 比如在對某乙個類的物件進行計數時
, 計數生成多少個類的例項
, 就可以用到靜態資料成員
. 在這裡面
, static
既不是限定作用域的
, 也不是擴充套件生存期的作用
, 而是指示變數
/函式在此類中的唯一性
. 這也是」屬於乙個類而不是屬於此類的任何特定物件的變數和函式」的含義
. 因為它是對整個類來說是唯一的
, 因此不可能屬於某乙個例項物件的
. (針對靜態資料成員而言
, 成員函式不管是否是
static,
在記憶體中只有乙個副本
, 普通成員函式呼叫時
, 需要傳入
this
指標, static
成員函式呼叫時
, 沒有
this
指標. )
請看示例程式四
((影印版)第
59頁)class enemytarget
enemytarget(const enemytarget&)
~enemytarget()
static size_t numberoftargets()
bool destroy(); // returns success of attempt to destroy enemytarget object
private:
static size_t numtargets; // object counter
};// class statics must be defined outside the class;
// initialization is to 0 by default
size_t enemytarget::numtargets;
在這個例子中
, 靜態資料成員
numtargets
就是用來計數產生的物件個數的
.
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