C++ static剖析

一、c/c++共有：

1. 修饰全局变量时，表明一个全局变量只对定义在同一文件中的函数可见。
2. 修饰局部变量时，表明该变量的值不会因为函数终止而丢失。
3. 修饰函数时，表明该函数只在同一文件中调用。

1、全局静态变量：

用法：在全局变量前加上关键字static，全局变量就定义成一个全局静态变量。 static int temp；

内存中的位置：静态存储区，在整个程序运行期间一直存在。

初始化：未经初始化的全局静态变量会被自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显式初始化）；

作用域：全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的，准确地说是从定义之处开始，到文件结尾。

2、局部静态变量：

在局部变量之前加上关键字static，局部变量就成为一个局部静态变量。

内存中的位置：静态存储区

初始化：未经初始化的全局静态变量会被自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显式初始化）；

作用域：作用域仍为局部作用域，当定义它的函数或者语句块结束的时候，作用域结束。但是当局部静态变量离开作用域后，并没有销毁，而是仍然驻留在内存当中，只不过我们不能再对它进行访问，直到该函数再次被调用，并且值不变；

3、静态函数：

在函数返回类型前加关键字static，函数就定义成静态函数。函数的定义和生命在默认情况下都是extern的，但静态函数只是在声明他的文件当中可见，不能被其他文件所用；

二、c++独有：

1. 修饰类的数据成员，表明对该类所有对象这个数据成员都只有一个实例。即该实例归 所有对象共有。
2. 用static修饰不访问非静态数据成员的类成员函数。这意味着一个静态成员函数只能访问它的参数、类的静态数据成员和全局变量

1、类的静态成员：

　class A{
　　private:
　　　　static int val;
　　};

在cpp中必须对他进行初始化，初始化时使用作用域运算符来标明他所属类，其属于该类的所有成员共有，只有一个拷贝；

2、类的静态成员函数：

　　class A{
　　private:
　　　　static int func(int x);
　　};

实现的时候也不需要static的修饰，因为static是声明性关键字；类的静态函数是该类的范畴内的全局函数，不能访问类的私有成员，只能访问类的静态成员，不需要类的实例即可调用；实际上，他就是增加了类的访问权限的全局函数；

3、只在cpp内有效的全局变量：

在cpp文件的全局范围内声明：

　　static int val = 0；

这个变量的含义是该cpp内有效，但是其他的cpp文件不能访问这个变量；如果有两个cpp文件声明了同名的全局静态变量，那么他们实际上是独立的两个变量；

4、只在cpp内有效的全局函数：

函数的实现使用static修饰，那么这个函数只可在本cpp内使用，不会同其他cpp中的同名函数引起冲突；

warning：不要再头文件中声明static的全局函数，不要在cpp内声明非static的全局函数，如果你要在多个cpp中复用该函数，就把它的声明提到头文件里去，否则cpp内部声明需加上static修饰；

深究：
（1）在头文件把一个变量申明为static变量，那么引用该头文件的源文件能够访问到该变量吗。

答：可以。声明static变量一般是为了在本cpp文件中的static变量不能被其他的cpp文件引用，但是对于头文件，因为cpp文件中包含了头文件，故相当于该static变量在本cpp文件中也可以被见到。当多个cpp文件包含该头文件中，这个static变量将在各个cpp文件中将是独立的，彼此修改不会对相互有影响。

（2）为什么静态成员函数不能申明为const

答：这是C++的规则，const修饰符用于表示函数不能修改成员变量的值，该函数必须是含有this指针的类成员函数，函数调用方式为thiscall，而类中的static函数本质上是全局函数，调用规约是__cdecl或__stdcall,不能用const来修饰它。一个静态成员函数访问的值是其参数、静态数据成员和全局变量，而这些数据都不是对象状态的一部分。而对成员函数中使用关键字const是表明：函数不会修改该函数访问的目标对象的数据成员。既然一个静态成员函数根本不访问非静态数据成员，那么就没必要使用const了

（3）为什么不能在类的内部定义以及初始化static成员变量，而必须要放到类的外部定义

答：因为静态成员属于整个类，而不属于某个对象，如果在类内初始化，会导致每个对象都包含该静态成员，这是矛盾的。参考两篇博客：

(4) static关键字为什么只能出现在类内部的声明语句中，而不能重复出现在类外的定义中。

答：这两篇博客解释了一下。总的来说就是：如果类外定义函数时在函数名前加了static，因为作用域的限制，就只能在当前cpp里用，类本来就是为了给程序里各种地方用的，其他地方使用类是包含类的头文件，而无法包含类的源文件。

（5）为什么常量静态成员数据的初始化可以放在类内（注意：只有静态常量整型数据成员才可以在类中初始化）

答：是否可以这样理解: static数据成员在类外定义和初始化是为了保证只被定义和初始化一次,这样编译器就不必考虑类的函数里面第一个对static变量的’=’操作是赋值还是初始化了。 static const int可以在类里面初始化，是因为它既然是const的，那程序就不会再去试图初始化了。

（6）为什么静态成员函数只能访问静态成员变量。

答：

1. 静态成员函数只属于类本身，随着类的加载而存在，不属于任何对象，是独立存在的
2. 非静态成员当且仅当实例化对象之后才存在，静态成员函数产生在前，非静态成员函数产生在后，故不能访问
3. 内部访问静态成员用self：：，而访问非静态成员要用this指针，静态成员函数没有this指针，故不能访问。

（7）静态成员函数与非静态成员函数的区别

答：根本区别：静态成员函数不存在this指针，不能访问非静态成员变量。

（8）为什么要用得静态成员变量和静态成员函数

答：为了实现共享。因为静态成员函数和静态成员变量属于类，不属于类的实体，这样可以被多个对象所共享