C++中的static

Dear 丶 2021-09-14 03:08 280阅读 0赞

——摘自百度百科

1、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。先举一个静态数据成员的例子。

//Example 5

\#include <iostream.h>

class Myclass

public:

Myclass(int a,int b,int c);

void GetSum();

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;\}

void Myclass::GetSum()

\{ cout<<"Sum="<<Sum<<endl;

void main()

\{ Myclass M(1,2,3);

M.GetSum();

Myclass N(4,5,6);

N.GetSum();

M.GetSum();\}

可以看出，静态数据成员有以下特点：

对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。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，由该类型的所有对象共享访问。也就是说，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。在Example 5中，语句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；

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；

静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式为：

<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>

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。比如对于一个存款类，每个实例的利息都是相同的。所以，应该把利息设为存款类的静态数据成员。这有两个好处，第一，不管定义多少个存款类对象，利息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。第二，一旦利息需要改变时，只要改变一次， 则所有存款类对象的利息全改变过来了；

同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：

静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性；

可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员，而全局变量不能；

2、[静态成员][Link 1]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。 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的具体对象的。通常情况下，this 是缺省的。如函数fn()实际上是this->fn()。但是与普通函数相比，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。下面举个静态成员函数的例子。

//Example 6

\#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();

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；

调用静态成员函数，可以用成员访问操作符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数，也可以直接使用如下格式：

<类名>::<静态成员函数名>（<参数表>）

调用类的静态成员函数。

**作用**

static静态变量声明符。 在声明它的程序块，子程序块或函数内部有效，值保持，在整个程序期间分配存储器空间，[编译器][Link 2]默认值0。

是C++中很常用的修饰符，它被用来控制变量的存储方式和可见性。

**为什么要引入static**

函数内部定义的变量，在程序执行到它的定义处时，编译器为它在栈上分配空间，大家知道，函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉，这样就产生了一个问题: 如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时，如何实现？ 最容易想到的方法是定义一个全局的变量，但定义为一个全局变量有许多缺点，最明显的缺点是破坏了此变量的访问范围（使得在此函数中定义的变量，不仅仅受此函数控制）。

**什么时候用static**

需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部，对外不可见。

**static的内部机制**

静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用，所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。

这样，它的空间分配有三个可能的地方，一是作为类的外部接口的头文件，那里有类声明；二是类定义的内部实现，那里有[类的成员函数][Link 3]定义；三是[应用程序][Link 4]的main（）函数前的全局数据声明和定义处。

静态数据成员要实际地分配空间，故不能在类的声明中定义（只能声明数据成员）。类声明只声明一个类的“尺寸和规格”，并不进行实际的内存分配，所以在类声明中写成定义是错误的。它也不能在头文件中类声明的外部定义，因为那会造成在多个使用该类的源文件中，对其重复定义。

static被引入以告知编译器，将变量存储在程序的静态存储区而非栈上空间，静态

数据成员按定义出现的先后顺序依次初始化，注意静态成员嵌套时，要保证所嵌套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。

**static的优势1、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。先举一个静态数据成员的例子。 　　//Example 5 　　\#in**1、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。先举一个静态数据成员的例子。

//Example 5

\#include <iostream.h>

class Myclass

public:

Myclass(int a,int b,int c);

void GetSum();

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;\}

void Myclass::GetSum()

\{ cout<<"Sum="<<Sum<<endl;

void main()

\{ Myclass M(1,2,3);

M.GetSum();

Myclass N(4,5,6);

N.GetSum();

M.GetSum();\}

可以看出，静态数据成员有以下特点：

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。在Example 5中，语句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；

静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式为：

<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>

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；

同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：

静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性；

可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员，而全局变量不能；

2、[静态成员][Link 1]函数

//Example 6

\#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();

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；

调用静态成员函数，可以用成员访问操作符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数，也可以直接使用如下格式：

<类名>::<静态成员函数名>（<参数表>）

调用类的静态成员函数。

**作用**

static静态变量声明符。 在声明它的程序块，子程序块或函数内部有效，值保持，在整个程序期间分配存储器空间，[编译器][Link 2]默认值0。

是C++中很常用的修饰符，它被用来控制变量的存储方式和可见性。

**为什么要引入static**

**什么时候用static**

需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部，对外不可见。

**static的内部机制**

静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用，所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。

static被引入以告知编译器，将变量存储在程序的静态存储区而非栈上空间，静态

数据成员按定义出现的先后顺序依次初始化，注意静态成员嵌套时，要保证所嵌套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。

**static的优势**

可以节省内存，因为它是所有对象所公有的，因此，对多个对象来说，静态数据成员只存储一处，供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样，但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次，保证所有对象存取更新后的相同的值，这样可以提高时间效率。

**应用格式**

引用静态数据成员时，采用如下格式：

<类名>::<静态成员名>

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。

**注意事项**

(1)类的静态成员函数是属于整个类而非类的对象，所以它没有this指针，这就导致了它仅能访问类的静态数据和静态成员函数。

(2)不能将静态成员函数定义为虚函数。

(3)由于静态成员声明于类中，操作于其外，所以对其取地址操作，就多少有些特殊，变量地址是指向其数据类型的指针，函数地址类型是一个“nonmember[函数指针][Link 5]”。

(4)由于静态成员函数没有this指针，所以就差不多等同于nonmember函数，结果就产生了一个意想不到的好处：成为一个callback函数，使得我们得以将C++和C-based X Window系统结合，同时也成功的应用于[线程][Link 6]函数身上。

(5)static并没有增加程序的时空开销，相反她还缩短了子类对父类静态成员的访问时间，节省了子类的内存空间。

(6)静态数据成员在<定义或说明>时前面加关键字static。

(7)静态数据成员是静态存储的，所以必须对它进行初始化。

(8)静态成员初始化与一般数据成员初始化不同:

初始化在类体外进行，而前面不加static，以免与一般静态变量或对象相混淆；

初始化时不加该成员的访问权限控制符private，public等；

初始化时使用作用域运算符来标明它所属类；

所以我们得出静态数据成员初始化的格式：

<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>

(9)为了防止父类的影响，可以在子类定义一个与父类相同的静态变量，以屏蔽父类的影响。这里有一点需要注意：我们说静态成员为父类和子类共享，但我们有重复定义了静态成员，这会不会引起错误呢？不会，我们的[编译器][Link 2]采用了一种绝妙的手法：name-mangling 用以生成唯一的标志。在各通信公司的笔试面试中经常出现的考题就是static的作用及功能。需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部，对外不可见。

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以下是我自己的一些补充：

1、关于sizeof

\#include <iostream>

using namespace std;

class test

static int a;

int b;

\};

int main()

test A;

cout<<sizeof(A)<<endl;

return 0;

运行结果：![1342064530_1879.jpg][]

由sizeof为4可见，static int a 不属于对象A；

2、一般而言，类的static成员，像普通数据成员一样，不能在类的定义体中初始化。相反，static数据成员通常在定义时才能初始化，但是只是初始化式是一个常量表达式，就可以在类的定义体中定义。如下所示：

3、static数据成员必须在类定义体的外部定义（正好一次）。不能通过类的构造函数进行初始化，而是应该在定义时进行初始化。

Class Account

Public:

Static double rate()\{return interestRate;\}

Static void rate(double);

Private:

Static double interestRate;

Static const int period=30;

Double Account::interestRate=1;

Const int Account::period;

/\*primer上说，const static数据成员在类的定义体中初始化时，该数据成员仍必须在类的定义体之外进行定。但是本人试过，没有上一句一些编译器仍能通过，并成功运行。

\*/

[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/534160.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/487018.htm
[Link 3]: http://baike.baidu.com/view/2345889.htm
[Link 4]: http://baike.baidu.com/view/330120.htm
[Link 5]: http://baike.baidu.com/view/1604730.htm
[Link 6]: http://baike.baidu.com/view/1053.htm
[1342064530_1879.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201207/12/1342064530_1879.jpg