C++的static有兩種用法:面向過程程式設計中的static和物件導向程式設計中的static。前者應用於普通變數和函數,不涉及類;後者主要說明static在類中的作用。 一、面向過程設計中的static 1、靜態全域變數 在全域變數前,加上關鍵字static,該變數就被定義成為一個靜態全域變數。靜態全域變數有以下特點: 該變數在全域資料區分配記憶體; 未經初始化的靜態全域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); 靜態全域變數在聲明它的整個檔案都是可見的,而在檔案之外是不可見的; 靜態變數都在全域資料區分配記憶體,包括後面將要提到的靜態局部變數。對於一個完整的程式,在記憶體中的分布情況如: 代碼區 全域資料區 堆區 棧區 一般程式的由new產生的動態資料存放在堆區,函數內部的自動變數存放在棧區。自動變數一般會隨著函數的退出而釋放空間,待用資料(即使是函數內部的靜 態局部變數)也存放在全域資料區。全域資料區的資料並不會因為函數的退出而釋放空間。 的確,定義全域變數就可以實現變數在檔案中的共用,但定義靜態全域變數還有以下好處: 靜態全域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; 2、靜態局部變數 在局部變數前,加上關鍵字static,該變數就被定義成為一個靜態局部變數。通常,在函數體內定義了一個變數,每當程式運行到該語句時都會給該局部變數分配棧記憶體。但隨著程式退出函數體,系統就會收回棧記憶體,局部變數也相應失效。 但有時候我們需要在兩次調用之間對變數的值進行儲存。通常的想法是定義一個全域變數來實現。但這樣一來,變數已經不再屬於函數本身了,不再僅受函數的控制,給程式的維護帶來不便。 靜態局部變數正好可以解決這個問題。靜態局部變數儲存在全域資料區,而不是儲存在棧中,每次的值保持到下一次調用,直到下次賦新值。 example: void foo() { static int a; a++; cout<<a<<endl; } int main() { foo(); foo(); foo(); return 0; } 結果是 1 2 3 每次foo()退出後,並未銷毀變數a,因為它是存放在全域資料區的,不是棧空間。 靜態局部變數有以下特點: 該變數在全域資料區分配記憶體; 靜態局部變數在程式執行到該對象的聲明處時被首次初始化,即以後的函數調用不再進行初始化; 靜態局部變數一般在聲明處初始化,如果沒有顯式初始化,會被程式自動初始化為0; 它始終駐留在全域資料區,直到程式運行結束。但其範圍為局部範圍,當定義它的函數或語句塊結束時,其範圍隨之結束; 3、靜態函數 在函數的傳回型別前加上static關鍵字,函數即被定義為靜態函數。靜態函數與普通函數不同,它只能在聲明它的檔案當中可見,不能被其它檔案使用。 靜態函數的例子: //Example 4 #include <iostream.h> static void fn();//聲明靜態函數 void main() { fn(); } void fn()//定義靜態函數 { int n=10; cout<<n<<endl; } 定義靜態函數的好處: 靜態函數不能被其它檔案所用; 其它檔案中可以定義相同名字的函數,不會發生衝突; 二、物件導向的static關鍵字(類中的static關鍵字) 1、待用資料成員 在類內資料成員的聲明前加上關鍵字static,該資料成員就是類內的待用資料成員。先舉一個待用資料成員的例子。 可以看出,待用資料成員有以下特點: 對於非待用資料成員,每個類對象都有自己的拷貝。而待用資料成員被當作是類的成員。無論這個類的對象被定義了多少個,待用資料成員在程式中也只有一份拷 貝,由該類型的所有對象共用訪問。也就是說,待用資料成員是該類的所有對象所共有的。對該類的多個對象來說,待用資料成員只分配一次記憶體,供所有對象共 用。所以,待用資料成員的值對每個對象都是一樣的,它的值可以更新; 待用資料成員儲存在全域資料區。待用資料成員定義時要分配空間,所以不能在類聲明中定義。在Example 5中,語句int Myclass::Sum=0;是定義待用資料成員; 待用資料成員和普通資料成員一樣遵從public,protected,private訪問規則; 因為待用資料成員在全域資料區分配記憶體,屬於本類的所有對象共用,所以,它不屬於特定的類對象,在沒有產生類對象時其範圍就可見,即在沒有產生類的執行個體時,我們就可以操作它; 待用資料成員初始化與一般資料成員初始化不同。待用資料成員初始化的格式為: <資料類型><類名>::<待用資料成員名>=<值> 類的待用資料成員有兩種訪問形式: <類對象名>.<待用資料成員名> 或 <類類型名>::<待用資料成員名> 如果待用資料成員的存取權限允許的話(即public的成員),可在程式中,按上述格式來引用待用資料成員 ; 待用資料成員主要用在各個對象都有相同的某項屬性的時候。比如對於一個存款類,每個執行個體的利息都是相同的。所以,應該把利息設為存款類的待用資料成員。這 有兩個好處,第一,不管定義多少個存款類對象,利息資料成員都共用分配在全域資料區的記憶體,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, 則所有存款類對象的利息全改變過來了; 同全域變數相比,使用待用資料成員有兩個優勢: 待用資料成員沒有進入程式的全域名字空間,因此不存在與程式中其它全域名字衝突的可能性; 可以實現資訊隱藏。待用資料成員可以是private成員,而全域變數不能; 2、靜態成員函數 與待用資料成員一樣,我們也可以建立一個靜態成員函數,它為類的全部服務而不是為某一個類的具體物件服務。靜態成員函數與待用資料成員一樣,都是類的內部 實現,屬於類定義的一部分。 普通的成員函數一般都隱含了一個this指標,this指標指向類的對象本身,因為普通成員函數總是具體的屬於某個類的具體對象的。通常情況下,this 是預設的。如函數fn()實際上是this->fn()。但是與普通函數相比,靜態成員函數由於不是與任何的對象相聯絡,因此它不具有this指 針。從這個意義上講,它無法訪問屬於類對象的非待用資料成員,也無法訪問非靜態成員函數,它只能調用其餘的靜態成員函數。 關於靜態成員函數,可以總結為以下幾點: 出現在類體外的函數定義不能指定關鍵字static; 靜態成員之間可以相互訪問,包括靜態成員函數訪問待用資料成員和訪問靜態成員函數; 非靜態成員函數可以任意地訪問靜態成員函數和待用資料成員; 靜態成員函數不能訪問非靜態成員函數和非待用資料成員; 由於沒有this指標的額外開銷,因此靜態成員函數與類的全域函數相比速度上會有少許的增長; 調用靜態成員函數,可以用成員訪問操作符(.)和(->)為一個類的對象或指向類對象的指標調用靜態成員函數,也可以直接使用如下格式: <類名>::<靜態成員函數名>(<參數表>) 調用類的靜態成員函數。 |