从内存和对象的角度看C++类的静态…

提纲：

1，C++的内存分区：stack heap和静态存储区；

2，静态对象和实例对象；

3，使用规则；

4，应用场景；

一、C++的内存分区和对象模型

参考《C++Primer Plus》第9章“内存模型和名称空间”，C++中用“持续性、作用域和链接性”三个属性来表征其存储特性，包括变量和函数。C++的内存模型大致可以分为三块：堆(heap)、栈(stack)和静态存储区（可能有第四块存储区，用于存储函数，也有可能函数同全局变量一样，也是放在静态存储区）。其中，“堆”是一个动态存储区，存放运行时“new”出来的对象；“栈”存放局部变量、函数参数（实参）、函数调用时的函数地址等；“静态存储区”存放（静态）全局变量、静态局部变量，可能还有函数。

程序加载的时候，是先加载（静态）全局变量，在进入“main()函数”按程序执行加载或生成其他对象，故静态变量和普通变量不但存储区域不同，加载的时间也不同。（静态局部变量也是在 “main()函数”之前加载的 ）参考《C++Primer Plus》P309，“由于静态变量的数目在程序运行期间是不变的，因此程序不需要使用特殊的装置（如栈）来管理它们。编译器将分配固定的内存块来存储所有的静态变量，这些变量在整个程序执行期间一直存在。另外，如果没有显式地初始化静态变量，编译器将把它设置为0”。

C++中无静态类，类必须在运行时进行实例化，即产生类的实例对象，该对象要么存储在栈，要么存储在堆中，虽然从语法上允许全局的类对象，但实际使用在很少见到（待分析其原因）。类的普通成员变量和成员函数都需要通过类的实例对象来调用，其中，在类的内通过隐含的“this指针”进行调用。而类的静态成员函数不能通过实例对象来调用，必须通过类名来调用，它的特性与全局函数相似，仅仅是被类限定了作用域而已。

二、使用规则

1，静态成员变量（以下简称静态成员）

1） static成员的所有者是类本身和对象，但是多有对象拥有一样的静态成员（静态成员变量是一个共享变量）。从而在定义对象是不能通过构造函数对其进行初始化，必须在类体外通过类名限定的形式进行初始化。（初始化的时候，不能加static，因为“static”关键词限定该变量的链接性为本文件）

2）静态成员不能在类定义里边初始化，只能在class body外初始化。

3）静态成员仍然遵循public，private，protected访问准则。

4）静态成员不可在类体内赋值，因为它是被所有类对象共享的，在一个对象内改变了，也会在其他对象中改变，造成混乱。为避免这种混乱，故限制它不可在类体内赋值。如果要改变静态成员，可以通过静态成员函数。

2，静态成员函数

1）静态成员函数没有this指针，它不能返回非静态成员，因为除了对象会调用它外，类本身也可以调用。

2） 出现在类体外的函数定义不能指定关键字static；

3）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

4）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；

5）静态成员函数不能直接访问非静态成员函数和非静态数据成员；可以通过对象名调用非静态成员函数，前提是要传入对象到该静态成员函数中。

6）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；

7）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， 当同一类的所有对象使用一个量时，对于这个共用的量，可以用静态数据成员变量，这个变量对于同一类的所有的对象都取相同的值。静态成员变量只能被静态成员函数调用。静态成员函数也是由同一类中的所有对象共用。只能调用静态成员变量和静态成员函数。

参考CSDN的博客： 静态成员变量和静态成员函数