static主要有三个作用
(1)局部静态变量
(2)外部静态变量/函数
(3)静态数据成员/成员函数
前两种C和C++都有,第三种仅C++特有。下面分别介绍。
一、局部静态变量
在C/C++中,局部变量按存储方式可分为auto,static,register,register很少用到,下面主要说说auto和static的区别。
1、存储空间分配和生存周期不同。
2、static局部静态变量在所处模块初次运行时初始化,且只操作一次。
3、对于局部静态变量,如果不赋初值,编译时会自动赋初值0或空字符,而auto局部变量的初始值是不确定的。(对于C++的class对象例外,class的对象实例如果不初始化,则会自动调用默认构造函数)
static局部静态变量具有“记忆性”和生存期的“全局性”
“记忆性”是在再次调入函数时,static局部静态变量保持前一次退出时的值。
#include <iostream> using namespace std; void localVar() { static int a=0; //运行时初始化一次,下次调用时,不进行初始化 cout<< "a="<<a<<endl; a++; } void main(void) { localVar(); //输出a=0; localVar(); //记忆了第一次退出时的值,输出a=1 }
“全局性”能够延长变量的生存期, 改善”return a pointer / reference to a local object”的问题。例如:
const char * IpToStr(UINT32 IpAddr) { static char strBuff[16]; // static局部变量, 用于返回地址有效 const unsigned char *pChIP = (const unsigned char *)&IpAddr; sprintf(strBuff, "%u.%u.%u.%u", pChIP[0], pChIP[1], pChIP[2], pChIP[3]); return strBuff; }
注意:由于static具有全局唯一性的特点,每次调用时,都指向同一块内存,这就造成了一个很严重的问题――不可重入性。这在多线程程序设计和递归程序设计中要特别注意。下面针对上述示例分析多线程情况下的不安全性。
假设现在有两个线程A,B运行期间都需要调用IpToStr()函数, 将32位的IP地址转换成点分10进制的字符串形式. 现A先获得执行机会, 执行IpToStr(), 传入的参数是0x0B090A0A, 顺序执行完应该返回的指针存储区内容是:”10.10.9.11”, 现执行到⑥时, 失去执行权, 调度到B线程执行, B线程传入的参数是0xA8A8A8C0, 执行至⑦, 静态存储区的内容是192.168.168.168. 当再调度到A执行时, 从⑥继续执行, 由于strBuff的全局唯一性, 内容已经被B线程冲掉, 此时返回的将是192.168.168.168字符串, 不再是10.10.9.11字符串。
二、外部静态变量/函数
在C中static有第二种含义:用来表示不能被其他文件访问的全局变量和函数,即在变量和函数前加static,是为了限制其作用域仅限于本文件(所以又称内部函数)。不论是否有static限制, 它的存储区域都是在静态存储区, 生存期都是全局的. 此时的static只是起作用域限制作用, 限定作用域在本模块(文件)内部。使用内部函数的好处是:不同的人编写不同的函数时,不用担心自己定义的函数,是否会与其它文件中的函数同名。例如:
#fiel1.cpp
static int a=0;
int b;
extern void funA()
{}
static void funB()
{}
#file2.cpp
extern int a;//错误
extern int b;//正确
extern void funA()//正确
extern void funB()//错误
三、静态数据成员/成员函数(C++特有)
c++重用了这个关键字,并赋予其第三个含义:表示静态数据成员/成员函数属于一个类,而不属于某个对象,这是与普通成员函数的最大区别。 比如在对某一个类的对象进行计数时, 计数生成多少个类的实例, 就可以用到静态数据成员. 在这里面, static既不是限定作用域的, 也不是扩展生存期的作用, 而是指示变量/函数在此类中的唯一性. 这也是”属于一个类而不是属于此类的任何特定对象的变量和函数”的含义. 因为它是对整个类来说是唯一的, 因此不可能属于某一个实例对象的。
先举一个静态数据成员的例子
#include<iostream>
using namespace std;
class Myclass
{
private:
int a , b , c;
static int sum; //声明静态数据成员
public:
Myclass(int a , int b , int c);
void GetSum();
};
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;
}
int main(void)
{
Myclass M(1 , 2 , 3);
M.GetSum(); //输出结果6
Myclass N(4 , 5 , 6);
N.GetSum(); //输出结果21
return 0;
}
静态成员函数
与静态数据成员一样,也是类的内部实现,属于类的内部实现,
普通的成员函数一般隐含了this指针,指向类对象本身,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。举例:
#include<iostream>
using namespace std;
class Myclass
{
private:
int a , b , c;
static int sum; //声明静态数据成员
public:
Myclass(int a , int b , int c);
static void GetSum(); //声明静态成员函数
};
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;
}
int main(void)
{
Myclass M(1 , 2 , 3);
M.GetSum();
Myclass N(4 , 5 , 6);
N.GetSum();
Myclass::GetSum();
return 0;
}
另外, 在设计类的多线程操作时, 由于POSIX库下的线程函数pthread_create()要求是全局的, 普通成员函数无法直接做为线程函数, 可以考虑用Static成员函数做线程函数。