C++静态成员变量和静态成员函数

[转]原文

注意:
类中静态变量在类外初始化格式:
<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>
加上声明是为了在构造函数之前运行。

private:
int a,b,c;
static const int Sum[];//声明静态数据成员!!!!!!!!!!!!!!!
};
const int Myclass::Sum={1,2,3,4,5,8};//定义并初始化静态数据成员!!!!!!!!

数据成员可以分静态变量、非静态变量两种.

静态成员: 静态类中的成员加入static修饰符,即是静态成员.可以直接使用类名::静态成员名访问此静态成员,因为静态成员存在于内存,非静态成员需要实例化才会分配内存,所以静态成员不能访问非静态的成员.因为静态成员存在于内存,所以非静态成员可以直接访问类中静态的成员.

非成静态员: 所有没有加Static的成员都是非静态成员,当类被实例化之后,可以通过实例化的类名进行访问.非静态成员的生存期决定于该类的对象的生存期..而静态成员则不存在生存期的概念,因为静态成员始终驻留在内容中..

一个类中也可以包含静态成员和非静态成员,类中也包括静态构造函数和非静态构造函数..

分两个方面来总结,第一方面主要是相对于面向过程而言,即在这方面不涉及到类,第二方面相对于面向对象而言,主要说明static在类中的作用。

一、在面向过程设计中的static关键字

1、静态全局变量

定义:在全局变量前,加上关键字 static 该变量就被定义成为了一个静态全局变量。

特点:
–   A、该变量在全局数据区分配内存。
–   B、初始化:如果不显式初始化,那么将被隐式初始化为0(自动变量是随机的,除非显式地初始化)。
–   C、访变量只在本源文件可见,严格的讲应该为定义之处开始到本文件结束。
–   D、文件作用域下声明的const的常量默认为static存储类型。

例(摘于C++程序设计教程—钱能主编P103): “`

//file1.cpp
//Example 1
#include
void fn();
static int n; //定义静态全局变量
void main()
{
n=20;
cout < fn();
}

void fn()
{
n++;
cout < }

静态变量都在全局数据区分配内存,包括后面将要提到的静态局部变量。对于一个完整的程序,在内存中的分布情况如下:

代码区
全局数据区
堆区
栈区
一般程序的由new产生的动态数据存放在堆区,函数内部的自动变量存放在栈区。自动变量一般会随着函数的退出而释放空间,静态数据(即使是函数内部的静态局部变量)也存放在全局数据区。全局数据区的数据并不会因为函数的退出而释放空间。细心的读者可能会发现,Example 1中的代码中将

static int n; //定义静态全局变量

改为:

int n; //定义全局变量程序照样正常运行。的确,定义全局变量就可以实现变量在文件中的共享,但定义静态全局变量还有以下好处:

静态全局变量不能被其它文件所用;(好像是区别extern的)
其它文件中可以定义相同名字的变量,不会发生冲突;
您可以将上述示例代码改为如下:

//Example 2
//File1
#include
void fn();
static int n; //定义静态全局变量(只能在本文件中使用)
void main()
{
n=20;
cout < fn();
}

//File2
#include
extern int n;(可在别的文件中引用这个变量)
void fn()
{
n++;
cout < }

编译并运行Example2,您就会发现上述代码可以分别通过编译,但link时出现错误。

试着将 static int n; //定义静态全局变量
改为
int n; //定义全局变量

再次编译运行程序,细心体会全局变量和静态全局变量的区别。

2、静态局部变量

定义:在局部变量前加上static关键字时,就定义了静态局部变量。我们先举一个静态局部变量的例子,如下://Example 3

#include
void fn();
void main()
{
fn();
fn();
fn();
}
void fn()
{
static n=10;
cout < n++;
}

通常,在函数体内定义了一个变量,每当程序运行到该语句时都会给该局部变量分配栈内存。但随着程序退出函数体,系统就会收回栈内存,局部变量也相应失效。
但有时候我们需要在两次调用之间对变量的值进行保存。通常的想法是定义一个全局变量来实现。但这样一来,变量已经不再属于函数本身了,不再仅受函数的控制,给程序的维护带来不便。
静态局部变量正好可以解决这个问题。静态局部变量保存在全局数据区,而不是保存在栈中,每次的值保持到下一次调用,直到下次赋新值。

特点:
–   A、该变量在全局数据区分配内存。
–   B、初始化:如果不显式初始化,那么将被隐式初始化为0,以后的函数调用不再进行初始化。
–   C、它始终驻留在全局数据区,直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域,当定义它的函数或 语句块结束时,其作用域随之结束。

3、静态函数(注意与类的静态成员函数区别)

定义:在函数的返回类型前加上static关键字,函数即被定义成静态函数。
特点:
– A、静态函数与普通函数不同,它只能在声明它的文件当中可见,不能被其它文件使用。

静态函数的例子:

//Example 4
#include
static void fn();//声明静态函数
void main()
{
fn();
}
void fn()//定义静态函数
{
int n=10;
cout < }

定义静态函数的好处:静态函数不能被其它文件所用;
其它文件中可以定义相同名字的函数,不会发生冲突;

二、面向对象的static关键字(类中的static关键字)

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
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=" < 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
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 < cout < <“Sum=” < }

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.

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