C++中静态成员变量和静态成员函数（面向过程&&面向对象）

时间：2014-11-30 16:52:45 阅读：246 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

标签：c++

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。

例（摘于C++程序设计教程---钱能主编P103）： //file1.cpp //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; }
D、文件作用域下声明的const的常量默认为static存储类型。

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：

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 <iostream.h> 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 << n <<endl; fn(); }
//File2
#include <iostream.h>
extern int n;(可在别的文件中引用这个变量) 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 <iostream.h> void fn(); void main() {
fn(); fn(); fn(); }
void fn() {
static n=10;
cout < <n < <endl; 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 <iostream.h>
static void fn();//声明静态函数
void main() {
fn(); }
void fn()//定义静态函数 {
int n=10;
cout < <n < <endl; }
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 <iostream.h> 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=" < <Sum < <endl;
}
void main() {

Myclass M(1,2,3); M.GetSum(); Myclass N(4,5,6); N.GetSum(); M.GetSum(); }

可以看出，静态数据成员有以下特点：

a.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。也就是说，静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说，静态数据成员只分配一次内存，供所有对象共用。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；

b.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，所以不能在类声明

中定义。在Example 5中，语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员；

c. 静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；

d. 因为静态数据成员在全局数据区分配内存，属于本类的所有对象共享，所以，它不属于

特定的类对象，在没有产生类对象时其作用域就可见，即在没有产生类的实例时，我们就可以操作它；

静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。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：

a.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；

b.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；

为什么static成员一定要在类外初始化?
这是因为被static声明的类静态数据成员，其实体远在main()函数开始之前就已经在全局数据段中诞生了(见《Inside The C++ Object Model》page247)！其生命期和类对象是异步的，（而且静态语意说明即使没有类实体的存在,其静态数据成员的实体也是存的）这个时候对象的生命期还没有开始，如果你要到类中去初始化类静态数据成员,让静态数据成员的初始化依赖于类的实体,，那怎么满足前述静态语意呢?难道类永远不被实例化，我们就永远不能访问到被初始化的静态数据成员吗?

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 <iostream.h> 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 < <a < <endl; //错误代码，a是非静态数据成员 cout < <"Sum=" < <Sum < <endl; }
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：
a.出现在类体外的函数定义不能指定关键字static；
b.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；
c.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；
d.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；

C++中静态成员变量和静态成员函数（面向过程&&面向对象）

标签：c++

原文地址：http://blog.csdn.net/u011450537/article/details/41623889

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