C++中的static

定义

static是C++中关于存储类型的说明符，用static说明的变量称为静态变量。它被用来控制变量的存储方式和可见性。

什么情况下使用静态变量

在函数内部定义的变量，当程序执行到它的定义处时，编译器为它在栈上分配空间，函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉，这样就产生了一个问题: 如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时，如何实现？最容易想到的方法是定义为全局的变量，但定义一个全局变量有许多缺点，最明显的缺点是破坏了此变量的访问范围（使得在此函数中定义的变量，不仅仅只受此函数控制）。static关键字则可以很好的解决这个问题。
另外，在 C++ 中，需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部，对外不可见时，可将其定义为静态数据。

静态变量的特点

静态变量军存储在全局数据区，如果程序未显示地给出初始化值，则等效初始化为全0.
静态变量占有的空间要到整个程序执行结束时才释放，因此静态变量具有全局生命期。
静态类成员是由static修饰的类成员，为其所有对象共享，不管有多少对象，静态成员只有一个存在于公共内存中

几种使用方式

全局静态变量

全局可访问，在内存中只有一份拷贝，可被很多函数修改。

#include <iostream>

static int i = 1; //作用域是整个file

void get(){
    std::cout << "in func , the i is " << i << std::endl;
}

int main(){
    std::cout << "the i is " << i << std::endl;
    get();
    return 0;
}

局部静态变量

只能在这个函数中才能被调用。
函数调用结束后，一般局部变量都被回收了，静态变量还存在

#include <iostream>

void get(){
    static int i = 1;
    std::cout << "the i is " << i << std::endl;
    i++;
}

int main(){
    get(); // i = 1
    get(); // i = 2
    //std::cout << "the i is " << i << std::endl; // 这种是错误的
    return 0;
}

全局静态函数

其实跟一般的函数差不多，但是它将该函数的链接属性限制为内链接，只能在本编译单元中使用(也就是本文件)，不能被extern等在外部文件中引用。

static void get(){
    std::cout << "this is staic global func" << std::endl;
}

int main(){
    get();
    get();
    return 0;
}

静态数据成员

格式： 类名::静态数据成员名
需要注意，给静态数据成员初始化必须在类外面。

原理跟函数中的静态变量类似，类实例化出来的对象被销毁后，类变量(静态成员变量)还是存在在内存中的。

#include <iostream>

class Widget{
public:
    Widget(int i){
		a = i;  
    }
    void get();
private:
    static int a;  // 声明静态变量
};

int Widget::a = 1;  //  由于是类变量不是属于专属于一个对象的，被所有对象共享
                    // 所以需要在类外定义
void Widget::get(){
    std::cout << "the a is " << a++ << std::endl;
}

int main(){
	Widget w(1);
    w.get(); // a = 1
    w.get(); // a = 2
    return 0;
}

静态函数成员

#include <iostream>

class Widget{
    public:
    Widget(int i){
        a = i;
    }
    static void get(); // 声明静态函数
    
    private:
    static int a;
    int b;
};

int Widget::a = 1;
void Widget::get(){
    std::cout << b << std::endl;   //这是错误的，因为静态函数和静态变量直接能够
                                   // Widget::get()调用，不需要实例化，所以不能
                                   // 调用只能实例化才能初始化的成员变量。
    std::cout << a << std::endl; //ok
}

int main(){

    Widget w(1);
    w.get();
    return 0;
}

参考：