特点
用来控制存储方式和可见性
存储空间:静态存储区(控制变量的存储方式)
静态变量存储在静态存储区(存储在静态存储区的变量,如果不显式地对其进行初始化,系统会将其初始化为0),在程序执行期间,对应的存储空间不会释放,一直到程序结束才会释放。
static控制变量的存储方式体现在局部变量上。局部变量存储在动态存储区,在局部变量定义前加上static,该局部变量就变成了局部静态变量,局部静态变量存储在静态存储区,即使函数调用结束,它占用的存储空间也不会释放,但其他函数不能引用该局部静态变量。当下一次调用该函数时,不会再次对该局部静态变量进行初始化,它的值是上一次函数调用结束时的值。
对全局变量而言,存储方式没有什么改变,因为全局变量和全局静态变量都存储在静态存储区。
作用域:(控制变量、函数的可见性)
static控制变量的可见性体现在全局静态变量和静态函数上。
全局变量默认具有外部链接性,作用域是整个工程。
使用static关键字可以限制全局变量的作用域,全局静态变量的作用域仅限本文件,它对在其他文件不可见,也就是说不能在其他文件中引用该全局静态变量,但其他文件中可以定义和它名字相同的变量,不会发生冲突。
在函数的返回类型前加上static关键字,函数即被定义为静态函数。静态函数与普通函数的不同在于,它只能在声明它的文件当中可见,不能被其它文件使用,其它文件中可以定义相同名字的函数,不会发生冲突。
局部静态变量的作用域与局部变量的作用域相同,其作用域都是从定义开始到函数或程序块结束为止。
类中的static关键字
在类中声明static变量或者函数时,初始化时使用作用域运算符(::)来标明它所属类,静态成员是类的成员(所有对象中共享的成员),而不是某一个对象的成员。
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。
静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则。
对于非静态数据成员,每个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,静态数据成员只会被分配一次内存,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。
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。
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;
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fun()实际上是this->fun()。但是与普通函数相比,静态成员函数由于不与任何的对象相联系,因此它不具有this指针。
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;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;
什么时候用static?
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。
为什么要引入static?
函数内部定义的变量,在程序执行到它的定义处时,编译器为它在栈上分配空间,大家知道,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一个全局的变量,但定义为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,不仅仅受此函数控制)。