C/C++中的static关键字使用

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ypyu1989 2014-09-14 15:13:53 博主文章分类：C/C++学习

文章标签 空间关键字 include register 文章分类 C/C++ 后端开发

static主要有三个作用

（1）局部静态变量

（2）外部静态变量/函数

（3）静态数据成员/成员函数

前两种C和C++都有，第三种仅C++特有。下面分别介绍。

一、局部静态变量

在C/C++中，局部变量按存储方式可分为auto,static,register，register很少用到，下面主要说说auto和static的区别。

1、存储空间分配和生存周期不同。

2、static局部静态变量在所处模块初次运行时初始化，且只操作一次。

3、对于局部静态变量，如果不赋初值，编译时会自动赋初值0或空字符，而auto局部变量的初始值是不确定的。（对于C++的class对象例外，class的对象实例如果不初始化，则会自动调用默认构造函数）

static局部静态变量具有“记忆性”和生存期的“全局性”

“记忆性”是在再次调入函数时，static局部静态变量保持前一次退出时的值。

#include <iostream>
using namespace std;
void localVar()
{
static int a=0;       //运行时初始化一次，下次调用时，不进行初始化
cout<< "a="<<a<<endl;
a++;
}
void main(void)
{
localVar();     //输出a=0;
localVar();     //记忆了第一次退出时的值，输出a=1
}

“全局性”能够延长变量的生存期，改善”return a pointer / reference to a local object”的问题。例如：

const char * IpToStr(UINT32 IpAddr)
{
 static char strBuff[16]; // static局部变量, 用于返回地址有效
 const unsigned char *pChIP = (const unsigned char *)&IpAddr;
 sprintf(strBuff, "%u.%u.%u.%u",  pChIP[0], pChIP[1], pChIP[2], pChIP[3]);
 return strBuff;
}

注意：由于static具有全局唯一性的特点，每次调用时，都指向同一块内存，这就造成了一个很严重的问题——不可重入性。这在多线程程序设计和递归程序设计中要特别注意。下面针对上述示例分析多线程情况下的不安全性。

假设现在有两个线程A,B运行期间都需要调用IpToStr()函数, 将32位的IP地址转换成点分10进制的字符串形式. 现A先获得执行机会, 执行IpToStr(), 传入的参数是0x0B090A0A, 顺序执行完应该返回的指针存储区内容是:”10.10.9.11”, 现执行到⑥时, 失去执行权, 调度到B线程执行, B线程传入的参数是0xA8A8A8C0, 执行至⑦, 静态存储区的内容是192.168.168.168. 当再调度到A执行时, 从⑥继续执行, 由于strBuff的全局唯一性, 内容已经被B线程冲掉, 此时返回的将是192.168.168.168字符串, 不再是10.10.9.11字符串。

二、外部静态变量/函数

在C中static有第二种含义：用来表示不能被其他文件访问的全局变量和函数，即在变量和函数前加static，是为了限制其作用域仅限于本文件（所以又称内部函数）。不论是否有static限制, 它的存储区域都是在静态存储区, 生存期都是全局的. 此时的static只是起作用域限制作用, 限定作用域在本模块(文件)内部。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。例如：

#fiel1.cpp

static int a=0;

int b;

extern void funA()

{}

static void funB()

{}

#file2.cpp

extern int a;//错误

extern int b;//正确

extern void funA()//正确

extern void funB()//错误

三、静态数据成员/成员函数（C++特有）

c++重用了这个关键字，并赋予其第三个含义：表示静态数据成员/成员函数属于一个类，而不属于某个对象，这是与普通成员函数的最大区别。比如在对某一个类的对象进行计数时, 计数生成多少个类的实例, 就可以用到静态数据成员. 在这里面, static既不是限定作用域的, 也不是扩展生存期的作用, 而是指示变量/函数在此类中的唯一性. 这也是”属于一个类而不是属于此类的任何特定对象的变量和函数”的含义. 因为它是对整个类来说是唯一的, 因此不可能属于某一个实例对象的。

先举一个静态数据成员的例子

#include<iostream>
using namespace std;
class Myclass
{
private:
int a , b , c;
static int sum; //声明静态数据成员
public:
Myclass(int a , int b , int c);
void GetSum();
};
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;
}

int main(void)
{
Myclass M(1 , 2 , 3);
M.GetSum(); //输出结果6
Myclass N(4 , 5 , 6);
N.GetSum(); //输出结果21
return 0;
}

静态成员函数

与静态数据成员一样，也是类的内部实现，属于类的内部实现，

普通的成员函数一般隐含了this指针，指向类对象本身，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。举例：