static函数声明_C++中Static作⽤和使⽤⽅法
1、什么是static?
static是C++中很常⽤的修饰符,它被⽤来控制变量的存储⽅式和可见性。
2、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)。
3、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。
4、static的内部机制:
静态数据成员要在程序⼀开始运⾏时就必须存在。因为函数在程序运⾏中被调⽤,所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。这样,它的空间分配有三个可能的地⽅,⼀是作为类的外部接⼝的头⽂件,那⾥有类声明;⼆是类定义的内部实现,那⾥有类的成员函数定义;三是应⽤程序的main()函数前的全局数据声明和定义处。
静态数据成员要实际地分配空间,故不能在类的声明中定义(只能声明数据成员)。类声明只声明⼀个类的“尺⼨和规格”,并不进⾏实际的内存分配,所以在类声明中写成定义是错误的。它也不能在头⽂件中类声明的外部定义,因为那会造成在多个使⽤该类的源⽂件中,对其重复定义。
static被引⼊以告知编译器,将变量存储在程序的静态存储区⽽⾮栈上空间,静态
数据成员按定义出现的先后顺序依次初始化,注意静态成员嵌套时,要保证所嵌套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。
5、static的优势:
可以节省内存,因为它是所有对象所公有的,因此,对多个对象来说,静态数据成员只存储⼀处,供所有对象共⽤。静态数据成员的值对每个对象都是⼀样,但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新⼀次,保证所有对象存取更新后的相同的值,这样可以提⾼时间效率。
6、引⽤静态数据成员时,采⽤如下格式: ::
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。
7、注意事项:
(1)类的静态成员函数是属于整个类⽽⾮类的对象,所以它没有this指针,这就导致了它仅能访问类的静态数据和静态成员函数。
(2)不能将静态成员函数定义为虚函数。
(3)由于静态成员声明于类中,操作于其外,所以对其取地址操作,就多少有些特殊,变量地址是指向其数据类型的指针 ,函数地址类型是⼀个“nonmember函数指针”。
(4)由于静态成员函数没有this指针,所以就差不多等同于nonmember函数,结果就产⽣了⼀个意想不到的好处:成为⼀个callback函数,使得我们得以将C++和C-based X Window系统结合,同时也成功的应⽤于线程函数⾝上。
(5)static并没有增加程序的时空开销,相反她还缩短了⼦类对⽗类静态成员的访问时间,节省了⼦类的内存空间。
(6)静态数据成员在时前⾯加关键字static。
(7)静态数据成员是静态存储的,所以必须对它进⾏初始化。
(8)静态成员初始化与⼀般数据成员初始化不同:
初始化在类体外进⾏,⽽前⾯不加static,以免与⼀般静态变量或对象相混淆;
初始化时不加该成员的访问权限控制符private,public等;
初始化时使⽤作⽤域运算符来标明它所属类;
static修饰的变量 所以我们得出静态数据成员初始化的格式:
::=
(9)为了防⽌⽗类的影响,可以在⼦类定义⼀个与⽗类相同的静态变量,以屏蔽⽗类的影响。这⾥有⼀点需要注意:我们说静态成员为⽗类和⼦类共享,但我们有重复定义了静态成员,这会不会引起错误呢?不会,我们的编译器采⽤了⼀种绝妙的⼿法:name-mangling ⽤以⽣成唯⼀的标志。
静态数据成员
在类中,静态成员可以实现多个对象之间的数据共享,并且使⽤静态数据成员还不会破坏隐藏的原则,即保证了安全性。因此,静态成员是类的所有对象中共享的成员,⽽不是某个对象的成员。
使⽤静态数据成员可以节省内存,因为它是所有对象所公有的,因此,对多个对象来说,静态数据成
员只存储⼀处,供所有对象共⽤。静态数据成员的值对每个对象都是⼀样,但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新⼀次,保证所有对象存取更新后的相同的值,这样可以提⾼时间效率。
静态数据成员的使⽤⽅法和注意事项如下:
1、静态数据成员在定义或说明时前⾯加关键字static。
2、静态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如下:
::=
这表明:
(1) 初始化在类体外进⾏,⽽前⾯不加static,以免与⼀般静态变量或对象相混淆。
(2) 初始化时不加该成员的访问权限控制符private,public等。
(3) 初始化时使⽤作⽤域运算符来标明它所属类,因此,静态数据成员是类的成员,⽽不是对象的成员。
3、静态数据成员是静态存储的,它是静态⽣存期,必须对它进⾏初始化。
4、引⽤静态数据成员时,采⽤如下格式:
::
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。
静态成员函数 静态成员函数和静态数据成员⼀样,它们都属于类的静态成员,它们都不是对象成员。因此,对静态成员的引⽤不需要⽤对象名。
在静态成员函数的实现中不能直接引⽤类中说明的⾮静态成员,可以引⽤类中说明的静态成员。如果静态成员函数中要引⽤⾮静态成员时,可通过对象来引⽤。
下⾯看⼀个例⼦:
#include
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
}
};
void main( void )
{
Point pt;
pt.init();
pt.init();
pt.output();
}
这样编译是不会有任何错误的。
下⾯这样看
#include
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
}
};
void main( void )
{
Point::output();
}
这样编译会处错,错误信息:illegal call of non-static member function,为什么?
因为在没有实例化⼀个类的具体对象时,类是没有被分配内存空间的。
好的再看看下⾯的例⼦:
#include
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
}
};
void main( void )
{
Point::init();
}
这时编译就不会有错误,因为在类的定义时,它静态数据和成员函数就有了它的内存区,它不属于类的任何⼀个具体对象。好的再看看下⾯的例⼦:
#include
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
x = 0;
y = 0;
}
private:
int x;
int y;
};
};
void main( void )
{
Point::init();
}
编译出错:
illegal reference to data member ''Point::x'' in a static member function
illegal reference to data member ''Point::y'' in a static member function
在⼀个静态成员函数⾥错误的引⽤了数据成员,
还是那个问题,静态成员(函数),不属于任何⼀个具体的对象,那么在类的具体对象声明之前就已经有
了内存区,⽽现在⾮静态数据成员还没有分配内存空间,那么这⾥调⽤就错误了,就好像没有声明⼀个变量却提前使⽤它⼀样。
也就是说在静态成员函数中不能引⽤⾮静态的成员变量。
好的再看看下⾯的例⼦:
#include
class Point
{
public:
void output()
{
x = 0;
y = 0;
init();
}
static void init()
{
}
private:
int x;
int y;
};
void main( void )
{
Point::init();
}
好的,这样就不会有任何错误。这最终还是⼀个内存模型的问题,
任何变量在内存中有了⾃⼰的空间后,在其他地⽅才能被调⽤,否则就会出错。
好的再看看下⾯的例⼦:
#include
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
x = 0;
y = 0;
}
private:
static int x;
static int y;
};
void main( void )
{
{
Point::init();
}
编译:
<
test.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "private: static int Point::y" test.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "private: static int Point::x" : fatal error LNK1120: 2 unresolved externals
执⾏ 时出错.
可以看到编译没有错误,连接错误,这⼜是为什么呢?
这是因为静态的成员变量要进⾏初始化,可以这样:
#include
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
x = 0;
y = 0;
}
private:
static int x;
static int y;
};
int Point::x = 0;
int Point::y = 0;
void main( void )
{
Point::init();
}
在静态成员数据变量初始化之后就不会出现编译错误了。
再看看下⾯的代码:
#include
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
x = 0;
y = 0;
}
private:
static int x;
static int y;
};
void main( void )
{
}
编译没有错误,为什么?
即使他们没有初始化,因为我们没有访问x,y,所以编译不会出错。
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