C++中的static關鍵字
分類： 面試珠璣 2012-04-22 22:06 22416人閱讀 評論(25) 收藏 舉報
c++存儲c
C++的static有兩種用法：面向過程程序設計中的static和面向對象程序設計中的static。前者應用于普通變量和函數，不涉及類；后者主要說明static在類中的作用。
一、面向過程設計中的static
1、靜態全局變量
在全局變量前，加上關鍵字static，該變量就被定義成為一個靜態全局變量。我們先舉一個靜態全局變量的例子，如下：

[cpp] view plaincopy

#include<iostream> using namespace std; static int n; //定義靜態全局變量 void fn() { n++; cout<<n<<endl; } int main(void) { n = 20; cout<<n<<endl; fn(); return 0; }

靜態全局變量有以下特點：

該變量在全局數據區分配內存； 未經初始化的靜態全局變量會被程序自動初始化為0（自動變量的值是隨機的，除非它被顯式初始化）； 靜態全局變量在聲明它的整個文件都是可見的，而在文件之外是不可見的；　

靜態變量都在全局數據區分配內存，包括后面將要提到的靜態局部變量。對于一個完整的程序，在內存中的分布情況如下圖：
代碼區
全局數據區
堆區
棧區

　　一般程序的由new產生的動態數據存放在堆區，函數內部的自動變量存放在棧區。自動變量一般會隨著函數的退出而釋放空間，靜態數據（即使是函數內部的靜態局部變量）也存放在全局數據區。全局數據區的數據并不會因為函數的退出而釋放空間。細心的讀者可能會發現，Example 1中的代碼中將

[cpp] view plaincopy

static int n; //定義靜態全局變量

改為

[cpp] view plaincopy

int n; //定義全局變量

程序照樣正常運行。
的確，定義全局變量就可以實現變量在文件中的共享，但定義靜態全局變量還有以下好處：
靜態全局變量不能被其它文件所用；
其它文件中可以定義相同名字的變量，不會發生沖突；
您可以將上述示例代碼改為如下：
[cpp] view plaincopy

//File1 #include<iostream> using namespace std; void fn(); static int n; //定義靜態全局變量 int main(void) { n = 20; cout<<n<<endl; fn(); return 0; } //File2 #include<iostream> using namespace std; extern int n; void fn() { n++; cout<<n<<endl; }

編譯并運行這個程序，您就會發現上述代碼可以分別通過編譯，但運行時出現錯誤。試著將

[cpp] view plaincopy

static int n; //定義靜態全局變量

改為

[cpp] view plaincopy

int n; //定義全局變量

再次編譯運行程序，細心體會全局變量和靜態全局變量的區別。
2、靜態局部變量
在局部變量前，加上關鍵字static，該變量就被定義成為一個靜態局部變量。
我們先舉一個靜態局部變量的例子，如下：
[cpp] view plaincopy

#include<iostream> using namespace std; void fn(); int main(void) { fn(); fn(); fn(); return 0; } void fn() { static int n = 10; cout<<n<<endl; n++; }

通常，在函數體內定義了一個變量，每當程序運行到該語句時都會給該局部變量分配棧內存。但隨著程序退出函數體，系統就會收回棧內存，局部變量也相應失效。
　　但有時候我們需要在兩次調用之間對變量的值進行保存。通常的想法是定義一個全局變量來實現。但這樣一來，變量已經不再屬于函數本身了，不再僅受函數的控制，給程序的維護帶來不便。
　　靜態局部變量正好可以解決這個問題。靜態局部變量保存在全局數據區，而不是保存在棧中，每次的值保持到下一次調用，直到下次賦新值。
靜態局部變量有以下特點：
（1）該變量在全局數據區分配內存；
（2）靜態局部變量在程序執行到該對象的聲明處時被首次初始化，即以后的函數調用不再進行初始化；
（3）靜態局部變量一般在聲明處初始化，如果沒有顯式初始化，會被程序自動初始化為0；
（4）它始終駐留在全局數據區，直到程序運行結束。但其作用域為局部作用域，當定義它的函數或語句塊結束時，其作用域隨之結束；
3、靜態函數
　　在函數的返回類型前加上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，它只能在聲明它的文件當中可見，不能被其它文件使用。
靜態函數的例子：
[cpp] view plaincopy

#include<iostream> using namespace std; static void fn(); //聲明靜態函數 int main(void) { fn(); return 0; } 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文件所用；
其它文件中可以定義相同名字的函數，不會發生沖突；
二、面向對象的static關鍵字（類中的static關鍵字）
1、靜態數據成員
在類內數據成員的聲明前加上關鍵字static，該數據成員就是類內的靜態數據成員。先舉一個靜態數據成員的例子。
[cpp] view plaincopy

#include<iostream> using namespace std; class Myclass { private: int a , b , c; static int sum; //聲明靜態數據成員 public: Myclass(int a , int b , int c); void GetSum(); }; int Myclass::sum = 0; //定義并初始化靜態數據成員 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(); Myclass N(4 , 5 , 6); N.GetSum(); M.GetSum(); return 0; }

可以看出，靜態數據成員有以下特點：

對于非靜態數據成員，每個類對象都有自己的拷貝。而靜態數據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，靜態數據成員在程序中也只有一份拷貝，由該類型的所有對象共享訪問。也就是說，靜態數據成員是該類的所有對象所共有的。對該類的多個對象來說，靜態數據成員只分配一次內存，供所有對象共用。所以，靜態數據成員的值對每個對象都是一樣的，它的值可以更新； 靜態數據成員存儲在全局數據區。靜態數據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;是定義靜態數據成員； 靜態數據成員和普通數據成員一樣遵從public,protected,private訪問規則； 因為靜態數據成員在全局數據區分配內存，屬于本類的所有對象共享，所以，它不屬于特定的類對象，在沒有產生類對象時其作用域就可見，即在沒有產生類的實例時，我們就可以操作它； 靜態數據成員初始化與一般數據成員初始化不同。靜態數據成員初始化的格式為： ＜數據類型＞＜類名＞::＜靜態數據成員名＞=＜值＞ 類的靜態數據成員有兩種訪問形式： ＜類對象名＞.＜靜態數據成員名＞ 或 ＜類類型名＞::＜靜態數據成員名＞ 如果靜態數據成員的訪問權限允許的話（即public的成員），可在程序中，按上述格式來引用靜態數據成員 ； 靜態數據成員主要用在各個對象都有相同的某項屬性的時候。比如對于一個存款類，每個實例的利息都是相同的。所以，應該把利息設為存款類的靜態數據成員。這有兩個好處，第一，不管定義多少個存款類對象，利息數據成員都共享分配在全局數據區的內存，所以節省存儲空間。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； 同全局變量相比，使用靜態數據成員有兩個優勢： 靜態數據成員沒有進入程序的全局名字空間，因此不存在與程序中其它全局名字沖突的可能性； 可以實現信息隱藏。靜態數據成員可以是private成員，而全局變量不能；

2、靜態成員函數

　　與靜態數據成員一樣，我們也可以創建一個靜態成員函數，它為類的全部服務而不是為某一個類的具體對象服務。靜態成員函數與靜態數據成員一樣，都是類的內部實現，屬于類定義的一部分。普通的成員函數一般都隱含了一個this指針，this指針指向類的對象本身，因為普通成員函數總是具體的屬于某個類的具體對象的。通常情況下，this是缺省的。如函數fn()實際上是this->fn()。但是與普通函數相比，靜態成員函數由于不是與任何的對象相聯系，因此它不具有this指針。從這個意義上講，它無法訪問屬于類對象的非靜態數據成員，也無法訪問非靜態成員函數，它只能調用其余的靜態成員函數。下面舉個靜態成員函數的例子。

[cpp] view plaincopy

#include<iostream> using namespace std; class Myclass { private: int a , b , c; static int sum; //聲明靜態數據成員 public: Myclass(int a , int b , int c); static void GetSum(); //聲明靜態成員函數 }; int Myclass::sum = 0; //定義并初始化靜態數據成員 Myclass::Myclass(int a , int b , int c) { this->a = a; this->b = b; this->c = c; sum += a+b+c; //非靜態成員函數可以訪問靜態數據成員 } void Myclass::GetSum() //靜態成員函數的實現 { //cout<<a<<endl; //錯誤代碼，a是非靜態數據成員 cout<<"sum="<<sum<<endl; } int main(void) { Myclass M(1 , 2 , 3); M.GetSum(); Myclass N(4 , 5 , 6); N.GetSum(); Myclass::GetSum(); return 0; }

關于靜態成員函數，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靜態數據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靜態數據成員； 靜態成員函數不能訪問非靜態成員函數和非靜態數據成員； 由于沒有this指針的額外開銷，因此靜態成員函數與類的全局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針調用靜態成員函數，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。 上一篇Google面試題——及答案 下一篇百度2012實習生校園招聘筆試題

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25樓 冷冷清秋 2014-12-02 10:12發表 [回復]
解釋得很清楚！

24樓 西瓜的夏天不甜 2014-11-03 16:32發表 [回復]
非常感謝樓主分享，學習了

23樓 cqu_software 2014-10-13 15:16發表 [回復]
不錯不錯，基本懂了。之前筆試被坑到了

22樓 丨forevervivi 2014-08-01 13:58發表 [回復]
灰常好~~~~~~~~~

21樓 某種意境 2014-07-17 15:55發表 [回復]
真的好詳細 看書看到不懂了來百度一下 真詳細 難怪博士論文也會抄CSDN的啊

20樓 某種意境 2014-07-17 15:55發表 [回復]
真的好詳細 看書看到不懂了來百度一下 真詳細 難怪博士論文也會抄CSDN的啊

19樓 問心_Jeo 2014-04-13 09:58發表 [回復]
謝謝樓主，終于懂了一些

18樓 cquptzzq 2014-03-11 15:46發表 [回復]
非常好，精彩之至，尤其是對內存的分析

17樓 sicoso 2014-03-08 20:35發表 [回復]
學習了，謝謝

16樓 jwzhangmin 2013-12-18 15:02發表 [回復]
謝謝樓主的分享，很受用！static概括的可謂相當全！

15樓 HXD974287503 2013-12-08 10:24發表 [回復]
好好，謝謝！

14樓 wufei608 2013-10-24 23:14發表 [回復]
謝謝樓主的總結的很細致，對于剛學C++的小白非常有幫助，一定會把博主的所有關于C++的看個遍，謝謝啦。

13樓 zhushanzhi 2013-10-02 22:22發表 [回復]
mark!

12樓 zhangziheng12345 2013-09-29 16:14發表 [回復]
確實不錯，值得一看。筆試有用

11樓 Linux 2013-08-16 21:29發表 [回復]
真的想不到這樣的題目居然能寫出這樣好的文章

10樓 wenhai_zh 2013-06-30 22:46發表 [回復]
樓主歸納的真好。學習了。

9樓 hgl2009 2013-06-14 12:47發表 [回復]
非常好的文章，看了之后，一目了然！

8樓 LiuJF_ 2013-04-26 12:27發表 [回復]
看懂了，很明白，非常詳細，謝謝

7樓 xiaoxiaoyule 2013-04-21 22:36發表 [回復]
學習了，寫的詳細

6樓 好似無似有 2013-04-18 20:35發表 [回復]
謝謝樓主，學習了

5樓 newchenxf 2013-04-18 14:09發表 [回復]
寫的很詳細，不需要再額外百度了，確實不錯，頂樓主。

4樓 曦花 2013-04-10 10:48發表 [回復]
學習了！！！
寫的真好！

3樓 caobo56 2013-04-10 09:24發表 [回復]
講的好，講得很詳細。。

2樓 dpriest 2012-10-10 22:25發表 [回復]
linux 下static int n;加不加static沒區別呀

1樓 nwsuafly 2012-10-03 10:32發表 [回復]
版主歸納地很詳細呀.

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總結

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