C/C++中的static

一、静态全局变量

理解static关键字之前首先回顾一下C/C++程序的在内存中的分配情况。从低地址到高地址依次分为：代码区、全局数据区、堆区、栈区。函数之外的全局变量和静态变量（包括全局变量和静态变量）都存储在全局数据区，堆区有程序员自己通过malloc，new申请内存，栈区存放函数内部的临时变量，随着函数的退出而释放内存。

静态全局变量和普通全局变量的区别：

• 静态全局变量和普通全局变量都存储在全局变量区，在这一点两者是相同的。
• 普通全局变量的作用域是整个工程，在某个文件中定义的全局变量，被其它文件引用时，在开头处用extern标明使用的外部变量即可。而静态全局变量的作用域是定义该变量的文件，无法在外部文件引用。

例如：当n是全局变量是可以正常通过的，当n定义为静态全局变量是无法编译通过的

//Example2
//File1第一个代码文件的代码
#include<iostream>
#include "example2.h"
int n;  //定义静态全局变量
void main()
{
    n=20;
    std::cout<<n<<std::endl; //20
    fn(); //21
}
//File2第二个代码文件的代码
#include<iostream.h>
extern int n;
void fn()
{
    n++;
    std::cout << n << endl;
}

二、静态局部变量

我们知道定义在函数内部的局部变量存放在栈区，随着程序退出函数，系统会回收栈内存，局部变量会失效。有些时候需要通过引入静态局部变量，将局部变量存放在全局数据区。静态局部变脸只在第一次初始化，每次的值保存到下一次调用，始终驻留在全局数据区，直到程序退出。静态全局变量的作用域没有改变，依然是局部的。

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

三、静态函数

关于静态函数限制函数作用域的做法，我C++试验了一下，发现已经不起作用了。另一方面确实很少使用，就不多讲了。C++面向对象中，比较关键的是静态成员、静态成员函数。

四、静态成员变量

• 对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个，静态数据成员在程序中也只有一份拷贝，由该类型的所有对象共享访问，包括其派生类的对象。所以，静态数据成员的值对每个对象都是一样的，它的值可以更新；

• 静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间，所以必须在类中申明，类外定义。例如在在下面的例子中，int Myclass::Sum=0；是定义静态数据成员；

• 静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；如果静态数据成员定义访问权限允许的话，定义为public；可以通过<类对象名>.<静态数据成员名> 或 <类类型名>::<静态数据成员名>访问公有静态成员

同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：

1. 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；
2. 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；

#include<iostream>
using namespace std;
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() {  //静态成员函数实现
    //cout << a << endl;  // error,a是非静态成员
    cout << "Sum=" << Sum << endl;
}
int main() {
    cout << sizeof(Myclass) << endl; //静态成员不占用对象空间
    Myclass M(1, 2, 3);
    M.GetSum();
    Myclass::GetSum();  //静态成员函数访问
    Myclass N(4, 5, 6);
    N.GetSum();
    M.GetSum();
    return 0;
}

 五、静态成员函数

• 和静态成员变量一样，也可以定义静态成员函数。静态成员函数为类的所有对象服务，不是为类的某个具体对象服务
• 静态成员函数在类中声明，在类中类外事项都可以，在类外实现时，不能加static关键字。静态成员必须在类中声明，类外初始化
• 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；
• 由于静态成员函数没有this指针，因此无法访问非静态成员和非静态成员函数
• 静态成员函数的访问可以使用类的访问方式<类名：：成员函数>或者对象成员的访问方式<对象.成员函数>、<对象指针->成员函数>
• 静态成员函数不可以同时声明为 virtual、const、volatile函数