static及其作用域

2021-09-25 16:42:31 字數 4009 閱讀 3412

一、面向過程設計中的static 

1、靜態全域性變數

在全域性變數前,加上關鍵字static,該變數就被定義成為乙個靜態全域性變數。我們先舉乙個靜態全域性變數的例子,如下:

//example 1#include void fn();static int n; //定義靜態全域性變數void main()void fn()

靜態全域性變數有以下特點:

該變數在全域性資料區分配記憶體;

未經初始化的靜態全域性變數會被程式自動初始化為0(自動變數的值是隨機的,除非它被顯式初始化);

靜態全域性變數在宣告它的整個檔案都是可見的,而在檔案之外是不可見的;

靜態變數都在全域性資料區分配記憶體,包括後面將要提到的靜態區域性變數。對於乙個完整的程式,在記憶體中的分布情況如下圖:

**區

全域性資料區

堆區 棧區

一般程式的由new產生的動態資料存放在堆區,函式內部的自動變數存放在棧區。自動變數一般會隨著函式的退出而釋放空間,靜態資料(即使是函式內部的靜 態區域性變數)也存放在全域性資料區。全域性資料區的資料並不會因為函式的退出而釋放空間。細心的讀者可能會發現,example 1中的**中將

static int n; //定義靜態全域性變數

改為 int n; //定義全域性變數

程式照樣正常執行。

的確,定義全域性變數就可以實現變數在檔案中的共享,但定義靜態全域性變數還有以下好處:

靜態全域性變數不能被其它檔案所用;

其它檔案中可以定義相同名字的變數,不會發生衝突;

您可以將上述示例**改為如下:

//example 2//file1#include void fn();static int n; //定義靜態全域性變數void main()//file2#include extern int n;void fn()

編譯並執行example 2,您就會發現上述**可以分別通過編譯,但執行時出現錯誤。 試著將

static int n; //定義靜態全域性變數

改為 int n; //定義全域性變數

再次編譯執行程式,細心體會全域性變數和靜態全域性變數的區別。

2、靜態區域性變數

在區域性變數前,加上關鍵字static,該變數就被定義成為乙個靜態區域性變數。

我們先舉乙個靜態區域性變數的例子,如下:

//example 3#include void fn();void main()void fn()

通常,在函式體內定義了乙個變數,每當程式執行到該語句時都會給該區域性變數分配棧記憶體。但隨著程式退出函式體,系統就會收回棧記憶體,區域性變數也相應失效。

但有時候我們需要在兩次呼叫之間對變數的值進行儲存。通常的想法是定義乙個全域性變數來實現。但這樣一來,變數已經不再屬於函式本身了,不再僅受函式的控制,給程式的維護帶來不便。

靜態區域性變數正好可以解決這個問題。靜態區域性變數儲存在全域性資料區,而不是儲存在棧中,每次的值保持到下一次呼叫,直到下次賦新值。

靜態區域性變數有以下特點:

該變數在全域性資料區分配記憶體;

靜態區域性變數在程式執行到該物件的宣告處時被首次初始化,即以後的函式呼叫不再進行初始化;

靜態區域性變數一般在宣告處初始化,如果沒有顯式初始化,會被程式自動初始化為0;

它始終駐留在全域性資料區,直到程式執行結束。但其作用域為區域性作用域,當定義它的函式或語句塊結束時,其作用域隨之結束;

3、靜態函式

在函式的返回型別前加上static關鍵字,函式即被定義為靜態函式。靜態函式與普通函式不同,它只能在宣告它的檔案當中可見,不能被其它檔案使用。

靜態函式的例子:

//example 4#include static void fn();//宣告靜態函式void main()void fn()//定義靜態函式

定義靜態函式的好處:

靜態函式不能被其它檔案所用;

其它檔案中可以定義相同名字的函式,不會發生衝突;

二、物件導向的static關鍵字(類中的static關鍵字)

1、靜態資料成員

在類內資料成員的宣告前加上關鍵字static,該資料成員就是類內的靜態資料成員。先舉乙個靜態資料成員的例子。

//example 5#include class myclass;int myclass::sum=0;//定義並初始化靜態資料成員myclass::myclass(int a,int b,int c)void myclass::getsum()void main()

可以看出,靜態資料成員有以下特點:

對於非靜態資料成員,每個類物件都有自己的拷貝。而靜態資料成員被當作是類的成員。無論這個類的物件被定義了多少個,靜態資料成員在程式中也只有乙份拷 貝,由該型別的所有物件共享訪問。也就是說,靜態資料成員是該類的所有物件所共有的。對該類的多個物件來說,靜態資料成員只分配一次記憶體,供所有物件共 用。所以,靜態資料成員的值對每個物件都是一樣的,它的值可以更新;

靜態資料成員儲存在全域性資料區。靜態資料成員定義時要分配空間,所以不能在類宣告中定義。在example 5中,語句int myclass::sum=0;是定義靜態資料成員;

靜態資料成員和普通資料成員一樣遵從public,protected,private訪問規則;

因為靜態資料成員在全域性資料區分配記憶體,屬於本類的所有物件共享,所以,它不屬於特定的類物件,在沒有產生類物件時其作用域就可見,即在沒有產生類的例項時,我們就可以操作它;

靜態資料成員初始化與一般資料成員初始化不同。靜態資料成員初始化的格式為:

<資料型別><類名>::<靜態資料成員名>=<值>

類的靜態資料成員有兩種訪問形式:

<類物件名>.<靜態資料成員名> 或 <類型別名>::<靜態資料成員名>

如果靜態資料成員的訪問許可權允許的話(即public的成員),可在程式中,按上述格式來引用靜態資料成員 ;

靜態資料成員主要用在各個物件都有相同的某項屬性的時候。比如對於乙個存款類,每個例項的利息都是相同的。所以,應該把利息設為存款類的靜態資料成員。這 有兩個好處,第一,不管定義多少個存款類物件,利息資料成員都共享分配在全域性資料區的記憶體,所以節省儲存空間。第二,一旦利息需要改變時,只要改變一次, 則所有存款類物件的利息全改變過來了;

同全域性變數相比,使用靜態資料成員有兩個優勢:

靜態資料成員沒有進入程式的全域性名字空間,因此不存在與程式中其它全域性名字衝突的可能性;

可以實現資訊隱藏。靜態資料成員可以是private成員,而全域性變數不能;

2、靜態成員函式

與靜態資料成員一樣,我們也可以建立乙個靜態成員函式,它為類的全部服務而不是為某乙個類的具體物件服務。靜態成員函式與靜態資料成員一樣,都是類的內部 實現,屬於類定義的一部分。 普通的成員函式一般都隱含了乙個this指標,this指標指向類的物件本身,因為普通成員函式總是具體的屬於某個類的具體物件的。通常情況下,this 是預設的。如函式fn()實際上是this->fn()。但是與普通函式相比,靜態成員函式由於不是與任何的物件相聯絡,因此它不具有this指 針。從這個意義上講,它無法訪問屬於類物件的非靜態資料成員,也無法訪問非靜態成員函式,它只能呼叫其餘的靜態成員函式。 下面舉個靜態成員函式的例子。

//example 6#include class myclass;int myclass::sum=0;//定義並初始化靜態資料成員myclass::myclass(int a,int b,int c)void myclass::getsum() //靜態成員函式的實現void main()

關於靜態成員函式,可以總結為以下幾點:

出現在類體外的函式定義不能指定關鍵字static;

靜態成員之間可以相互訪問,包括靜態成員函式訪問靜態資料成員和訪問靜態成員函式;

非靜態成員函式可以任意地訪問靜態成員函式和靜態資料成員;

靜態成員函式不能訪問非靜態成員函式和非靜態資料成員;

由於沒有this指標的額外開銷,因此靜態成員函式與類的全域性函式相比速度上會有少許的增長;

呼叫靜態成員函式,可以用成員訪問操作符(.)和(->)為乙個類的物件或指向類物件的指標呼叫靜態成員函式,也可以直接使用如下格式:

<類名>::<靜態成員函式名>(<參數列>)

呼叫類的靜態成員函式

C 之static及其作用域

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