C++中的static完全解析
C++的static有两种用法:面向过程程序设计中的static和面向对象程序设计中的static。前者应用于普通变量和函数,不涉及类;后者主要说明static在类中的作用。一、面向过程设计中的static
1、静态全局变量
在全局变量前,加上关键字static,该变量就被定义成为一个静态全局变量。我们先举一个静态全局变量的例子,如下:
//Example 1#include <iostream.h>void fn();static int n; //定义静态全局变量void main(){ n=20; cout<<n<<endl; fn();} void fn(){ n++; cout<<n<<endl;}
静态全局变量有以下特点:
[*]该变量在全局数据区分配内存;
[*]未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0(自动变量的值是随机的,除非它被显式初始化);
[*]静态全局变量在声明它的整个文件都是可见的,而在文件之外是不可见的;
[*]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图:
http://dl.iteye.com/upload/picture/pic/98317/74a16bfe-59db-3207-bd64-00d7c35a89fd.bmp
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,将Example 1中的代码
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;
[*]其它文件中可以定义相同名字的变量,不会发生冲突;
你可以将上述示例代码改为如下:
//Example 2//File1#include <iostream.h>void fn();static int n; //定义静态全局变量void main(){ n=20; cout<<n<<endl; fn();} //File2#include <iostream.h>extern int n;void fn(){ n++; cout<<n<<endl;} 编译并运行Example 2,您就会发现上述代码可以分别通过编译,但运行时出现错误。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。
注意事项:
[*]“记忆性”:程序运行很重要的一点就是可重复性,而static变量的”记忆性”破坏了这种可重复性,造成不同时刻至运行的结果可能不同。
[*]“生存期”全局性和唯一性。普通的local变量的存储空间分配在stack上,因此每次调用函数时,分配的空间都可能不一样。而static具有全局唯一性的特点,每次调用时,都指向同一块内存,这就造成一个很重要的问题——不可重入性!
2、静态局部变量
在局部变量前,加上关键字static,该变量就被定义成为一个静态局部变量。
我们先举一个静态局部变量的例子,如下:
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