static用法小结
static关键字是C, C++中都存在的关键字, 它主要有三种使用方式, 其中前两种只指在C语言中使用, 第三种在C++中使用(C,C++中具体细微操作不尽相同, 本文以C++为准).
(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
下面就这三种使用方式及注意事项分别说明
一、局部静态变量
在C/C++中, 局部变量按照存储形式可分为三种auto, static, register
(<C语言程序设计(第二版)>谭浩强, 第174-175页)
与auto类型(普通)局部变量相比, static局部变量有三点不同
1. 存储空间分配不同
auto类型分配在栈上, 属于动态存储类别, 占动态存储区空间, 函数调用结束后自动释放, 而static分配在静态存储区, 在程序整个运行期间都不释放. 两者之间的作用域相同, 但生存期不同.
2. static局部变量在所处模块在初次运行时进行初始化工作, 且只操作一次
3. 对于局部静态变量, 如果不赋初值, 编译期会自动赋初值0或空字符, 而auto类型的初值是不确定的. (对于C++中的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, 不管是否是static类型)
特点: static局部变量的”记忆性”与生存期的”全局性”
所谓”记忆性”是指在两次函数调用时, 在第二次调用进入时, 能保持第一次调用退出时的值.
示例程序一
#include <iostream>
using namespace std;
void staticLocalVar()
{
static int a = 0; // 运行期时初始化一次, 下次再调用时, 不进行初始化工作
cout<<"a="<<a<<endl;
++a;
}
int main()
{
staticLocalVar(); // 第一次调用, 输出a=0
staticLocalVar(); // 第二次调用, 记忆了第一次退出时的值, 输出a=1
return 0;
}
应用:
利用”记忆性”, 记录函数调用的次数(示例程序一)
利用生存期的”全局性”, 改善”return a pointer / reference to a local object”的问题. Local object的问题在于退出函数, 生存期即结束,. 利用static的作用, 延长变量的生存期.
示例程序二:
// IP address to string format
// Used in Ethernet Frame and IP Header analysis
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;
}
注意事项:
1. “记忆性”, 程序运行很重要的一点就是可重复性, 而static变量的”记忆性”破坏了这种可重复性, 造成不同时刻至运行的结果可能不同.
2. “生存期”全局性和唯一性. 普通的local变量的存储空间分配在stack上, 因此每次调用函数时, 分配的空间都可能不一样, 而static具有全局唯一性的特点, 每次调用时, 都指向同一块内存, 这就造成一个很重要的问题 ---- 不可重入性!!!
这样在多线程程序设计或递归程序设计中, 要特别注意这个问题.
(不可重入性的例子可以参见<effective C++ (2nd)>(影印版)第103-105页)
下面针对示例程序二, 分析在多线程情况下的不安全性.(为方便描述, 标上行号)
① const char * IpToStr(UINT32 IpAddr)
② {
③ static char strBuff[16]; // static局部变量, 用于返回地址有效
④ const unsigned char *pChIP = (const unsigned char *)&IpAddr;
⑤ sprintf(strBuff, "%u.%u.%u.%u", pChIP[0], pChIP[1], pChIP[2], pChIP[3]);
⑥ return strBuff;
⑦ }
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有了第二种含义：用来表示不能被其它文件访问的全局变量和函数。, 但为了限制全局变量/函数的作用域, 函数或变量前加static使得函数成为静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件(所以又称内部函数)。注意此时, 对于外部(全局)变量, 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。
示例程序三:
//file1.cpp
static int varA;
int varB;
extern void funA()
{
……
}
static void funB()
{
……
}
//file2.cpp
extern int varB; // 使用file1.cpp中定义的全局变量
extern int varA; // 错误! varA是static类型, 无法在其他文件中使用
extern vod funA(); // 使用file1.cpp中定义的函数
extern void funB(); // 错误! 无法使用file1.cpp文件中static函数
三、静态数据成员／成员函数(C++特有)
C++重用了这个关键字，并赋予它与前面不同的第三种含义：表示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. 这是与普通成员函数的最大区别, 也是其应用所在, 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. (针对静态数据成员而言, 成员函数不管是否是static, 在内存中只有一个副本, 普通成员函数调用时, 需要传入this指针, static成员函数调用时, 没有this指针. )
请看示例程序四(<effective c++ (2nd)>(影印版)第59页)
class EnemyTarget {
public:
EnemyTarget() { ++numTargets; }
EnemyTarget(const EnemyTarget&) { ++numTargets; }
~EnemyTarget() { --numTargets; }
static size_t numberOfTargets() { return numTargets; }
bool destroy(); // returns success of attempt to destroy EnemyTarget object
private:
static size_t numTargets; // object counter
};
// class statics must be defined outside the class;
// initialization is to 0 by default
size_t EnemyTarget::numTargets;
在这个例子中, 静态数据成员numTargets就是用来计数产生的对象个数的.
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.
问题点数：1、回复次数：77Top
1 楼xiaocai0001（高楼目尽欲黄昏/梧桐叶上萧萧雨）回复于 2006-04-14 11:09:04 得分 0
文中有不尽完善之处, 错误难免, 欢迎大家拍砖!!Top
2 楼steedhorse（晨星）回复于 2006-04-14 11:12:48 得分 0
没有一楼。。。。Top
3 楼snowzl（）回复于 2006-04-14 11:22:52 得分 0
谢谢。。。懂了Top
4 楼Johnny_de（是的，当时就是这样的！）回复于 2006-04-14 11:26:48 得分 0
LZ是不是想出书了？呵呵Top
5 楼qhfu（改个名字）回复于 2006-04-14 11:59:20 得分 0
不错Top
6 楼iamcaicainiao（老菜，长征）回复于 2006-04-14 12:01:26 得分 0
好像以前有一个比这个更全的贴自啊。Top
7 楼iamcaicainiao（老菜，长征）回复于 2006-04-14 12:02:18 得分 0
可惜我当时还不会用收藏夹。。感谢小雨了。Top
8 楼weilong122（萧瑟）回复于 2006-04-14 12:03:37 得分 0
xiaocai0001 (高楼目尽欲黄昏/梧桐叶上萧萧雨)
大哥解释的很通俗啊
不错
能加你QQ吗？Top
9 楼corrupt（喜欢 睡在床板下 的思考）回复于 2006-04-15 17:38:34 得分 0
可惜我当时还不会用收藏夹。。感谢小雨了
－－－－－－－－－－－－－－－－－－
我现在还不会用收藏夹Top
10 楼xlsue（小林）回复于 2006-04-15 19:14:17 得分 0
路过。。。Top
11 楼tyc611（拾贝者）回复于 2006-04-15 19:37:02 得分 0
路过,温习一下~~~~Top
12 楼kingerwt（圣羽圯枫）回复于 2006-04-15 20:06:35 得分 0
学习！Top
13 楼dch4890164（巴拉克）回复于 2006-04-15 20:26:08 得分 0
i cann't save it!
why?Top
14 楼nanhu_007（物是人非）回复于 2006-04-15 21:05:27 得分 0
rp 问题Top
15 楼yhmhappy2006（Nathan）回复于 2006-04-15 21:41:15 得分 0
i cann't save it!
why?
-----------------------------
just copy & pasteTop
16 楼cunsh（村少）回复于 2006-04-15 22:02:14 得分 0
mark
xuexi;Top
17 楼eplanet（[翅膀]）回复于 2006-04-18 19:09:18 得分 0
8cuo
路过温习下Top
18 楼kingerwt（圣羽圯枫）回复于 2006-04-18 19:23:13 得分 0
学习！Top
19 楼yzx0023（无聊客）回复于 2006-04-18 19:28:25 得分 0
......Top
20 楼roger_77（阿生)(路漫漫长，上下索求）回复于 2006-04-19 00:37:26 得分 0
收下，复习用Top
21 楼romanticlife（充满生活的味道）回复于 2006-04-19 09:19:01 得分 0
不光是这贴，以后要常发这类贴啊，大虾们！
Thank you ！Top
22 楼For_suzhen（不懂装懂）回复于 2006-04-19 12:49:23 得分 0
MARK
今天没时间看了，改天好好看看
Top
23 楼ariesheen（卢仁嘉）回复于 2006-04-19 14:20:20 得分 0
觉得在三里面有必要提下 const static num=10;Top
24 楼xuelong_zl（点雨点[我身上咋就没MM的香水味涅??#-_-]）回复于 2006-04-19 19:10:05 得分 0
我这个回复就是被删，偶也要up.......Top
25 楼pmfsakula（轻装上阵| 爬上钓鱼岛）回复于 2006-04-19 22:11:22 得分 0
收藏夹之Top
26 楼lbing7（向青润老大学习!!!）回复于 2006-04-19 22:14:50 得分 0
小雨什么时候躲来放一贴,偶都没看到
反正不是在村长地盘
先顶再看!!Top
27 楼wcg_jishuo（）回复于 2006-04-19 22:52:56 得分 0
加下qq：278359100Top
28 楼etflanker（天之痕）回复于 2006-04-20 00:49:57 得分 0
markTop
29 楼Wolf0403（废人：独活十年～心如刀割）回复于 2006-04-20 01:01:06 得分 0
但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件
术语：本“编译单元”compilation unitTop
30 楼steedhorse（晨星）回复于 2006-04-20 09:19:02 得分 0
呵呵，当初小雨让偶帮忙看看他写的东西，偶也发现了这个问题，只是当时觉得也不算大问题，就没有提醒他，没想到还是被狒狒挑出来了。-_-Top
31 楼ice2000feng（）回复于 2006-04-20 10:05:33 得分 0
养人贴,收藏^_^Top
32 楼blzk814（不容易）回复于 2006-04-20 11:20:14 得分 0
好帖收藏Top
33 楼yuwenz（jacky）回复于 2006-04-20 12:46:13 得分 0
Wolf0403(完美废人·不配奢求幸福) 好细致
Top
34 楼howyougen（夫孝，德之本也，教之所由生也）回复于 2006-04-20 12:56:35 得分 0
markTop
35 楼ugg（逸学堂(exuetang.net)）回复于 2006-04-20 13:09:34 得分 0
在C＋＋中我们可以采用另一种方式做到：指对函数的作用域仅局限于本文件，文件私有函数。
未命名namesapce方式，这样可以避免对每一个函数或者变量添加static，只需把这些变量和函数放入未命名namespace内。Top
36 楼miludeer906（miludeer906@hotmail.com）回复于 2006-04-20 13:38:02 得分 0
好东西Top
37 楼hyq828（）回复于 2006-04-21 12:20:32 得分 0
真不错，收藏了Top
38 楼dreamer110（）回复于 2006-04-22 10:55:22 得分 0
UPTop
39 楼Piboye（柳月清风）回复于 2006-04-22 11:29:25 得分 0
static的Template也有啊，也该总结一下Top
40 楼llmsn（"若虚"即"虚怀若谷"!!!）回复于 2006-04-22 11:42:39 得分 0
感觉不错.Top
41 楼sankt（宠辱不惊,看庭前花开花落;去留无意,望天空云卷云舒.）回复于 2006-04-22 13:24:03 得分 0
学习
Top
42 楼Piboye（柳月清风）回复于 2006-04-22 14:16:45 得分 0
静态的函数模版
template <typename T>
static int f(T a)
{
}
静态的函数模版也只能在一个编译单元内使用，且不会和其他单元的冲突。Top
43 楼lyh2008mxj（）回复于 2006-04-22 14:34:15 得分 0
xue xiTop
44 楼FreeFice（庄鱼）回复于 2006-04-22 14:47:01 得分 0
雷的静态成员变量还有助于取消类的抽象性，具体实例可参考我在别处的回帖
http://community.csdn.net/Expert/topic/4682/4682210.xml?temp=.6764032Top
45 楼koolfool（）回复于 2006-04-22 16:02:10 得分 0
天下大事，必做于细！
支持楼主Top
46 楼gorge007（彬）回复于 2006-04-23 22:24:28 得分 0
COLLECTIONTop
47 楼wanghi（海海）回复于 2006-04-23 22:53:57 得分 0
dingTop
48 楼ouyh12345（五岭散人）回复于 2006-04-24 15:42:57 得分 0
学习Top
49 楼cdef9108（）回复于 2006-04-24 18:16:43 得分 0
学习中，好贴就顶Top
50 楼hhyytt（鹦鹉螺）回复于 2006-04-24 23:24:40 得分 0
好贴，学习。Top
51 楼tatbaby（岛主）回复于 2006-04-24 23:30:19 得分 0
markTop
52 楼Kendiv（自由蚂蚁 with SP4）回复于 2006-04-25 04:37:13 得分 0
不错，复习中。。。Top
53 楼iamcaicainiao（老菜，长征）回复于 2006-04-25 08:23:19 得分 0
建议小雨干脆把这个做完善一点，
可以参考：（道长等人总结的）
http://community.csdn.net/Expert/topic/4588/4588033.xml?temp=.3106043
http://community.csdn.net/Expert/topic/4463/4463116.xml?temp=.696789
http://community.csdn.net/Expert/topic/4270/4270121.xml?temp=.8008997
http://community.csdn.net/Expert/topic/4230/4230173.xml?temp=.3888666
做个static大全，岂不更好？Top
54 楼iamcaicainiao（老菜，长征）回复于 2006-04-25 08:23:49 得分 0
或曰：static葵花宝典Top
55 楼ytfrdfiw（）回复于 2006-04-25 10:01:44 得分 0
C和指针中讲得很好。Top
56 楼tomtom123（abc）回复于 2006-04-25 23:55:12 得分 0
MARKTop
57 楼zhangfjj（小张）回复于 2006-04-26 00:46:21 得分 0
三、静态数据成员／成员函数(C++特有)
C++重用了这个关键字，并赋予它与前面不同的第三种含义：表示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。
这是与普通成员函数的最大区别, 也是其应用所在, 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. (针对静态数据成员而言, 成员函数不管是否是static, 在内存中只有一个副本, 普通成员函数调用时, 需要传入this指针, static成员函数调用时, 没有this指针. )
**********************************************
最近几天正在重温Think in C++，正好看到第10章名字控制，讲的也是用static进行名字控制以防止名字冲突。有些收获，和大家一起交流。
1．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。
楼主的这段话不妥，static是用来限定作用域的，限定在类的作用域。
Static变量的采用，与全局变量有关。
如果用全局变量来在类的所有对象中进行通信的话，好是好，但是破坏了类的封装性。有点象在C中，static把全局变量的作用域限定在本文件（编译单元）中，类的static把“全局变量”的作用域限定在类中。
Top
58 楼zhangfjj（小张）回复于 2006-04-26 00:56:56 得分 0
2．关于静态成员函数，也是把一个普通函数的作用域限定在类中。正如一个普通函数是外连接的，用static修饰后，把它限定在本文件中。
而把一个成员函数声明成static，则变成了只属于该类的函数。（把它称之为成员函数，是因为其调用时需加类名和作用域运算符：：），它没有传递this指针。
Thinking in c++一书中说，静态成员函数没有this指针，所以它不能访问非静态数据成员，也不能调用非静态成员函数。其实，它还是可以访问静态数据成员的，只不过其语法与原来的不同，我写了段代码，在dev-c++中通过了。
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
int j;
public:
A(int ii):j(ii){}
void print()
{
cout<<"j="<<j<<endl;
}
static A Add(A& a,A& b)/*是不是有点象友元函数？*/
{
a.j=a.j+b.j;
}
};
int main()
{
A c(5);
A d(6);
A e(0);
c.print();
d.print();
e=A::Add(c,d);
cout<<"Add...\n";
e.print();
system("pause");
return 0;
}
Top
59 楼zhangfjj（小张）回复于 2006-04-26 01:07:48 得分 0
上面的例子写得不够好，改了一下。
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
int j;
public:
A(int ii):j(ii){}
A():j(0){}
void print()
{
cout<<"j="<<j<<endl;
}
static A Add(A& a,A& b)/*是不是有点象友元函数？*/
{
A c;
c.j=a.j+b.j;
cout<<"Add...\n";
cout<<"In static Add()\n";
c.print();
return c;
}
};
int main()
{
A c(5);
A d(6);
A e(0);
c.print();
d.print();
e=A::Add(c,d);
cout<<"In main()\n";
e.print();
system("pause");
return 0;
}
从这里看，静态成员函数确实没有this指针，但它还是可以访问非静态数据成员，也可以调用非静态成员函数的。
所以，静态成员函数就是作用域仅限于该类的“普通函数”，象友元，没有this指针，但它又只属于该类，调用它时语法怪异，必须加类名和作用域运算符。
如果不是这一点，大多友元函数也没有其他用处，象那些以友元方式重载的运算符，如果把它改成静态成员函数，可能更好一些。
Top
60 楼FreeFice（庄鱼）回复于 2006-04-26 04:25:02 得分 1
楼上的对静态函数不能调用非静态成员存在认识上的误解，从所举的例子中，并不能证明静态函数可以调用非静态成员，不过，却告诉大家静态函数的一般用法。
所谓静态函数不能调用非静态成员，是指静态函数不参与对象成员的直接调用，比如：
class T{
C c;
static T t;
static T F(T a){
a.c += t.c; // 可以，因为没有直接参与类的成员变量
return a;}
// static C get(){return c;} //不允许 但是 return t.c;却是可以
};Top
61 楼FreeFice（庄鱼）回复于 2006-04-26 05:02:12 得分 0
另外，静态成员函数的调用同普通成员函数调用一样，可以直接使用.或->操作符，而不一定必须使用::域操作符Top
62 楼zhangfjj（小张）回复于 2006-04-26 07:26:24 得分 0
呵呵，有一点我确实是说错了，调用静态成员函数，可以用.或->运算符，不过，象“
clase X
{
public:
static void f(){}
//...
};
X x;
x.f();//这样的调用形式，与x没有多大关系，倒是容易引起误解。
当然，“楼上的对静态函数不能调用非静态成员存在认识上的误解”，很多书上写得郑重其事的，倒是很容易误导人。
static一词，作用大体有两个：
1。在函数内，修饰变量，改变的是其存储方式
2。对文件作用域的，如全局变量、函数这些原来是外联接的，用上static，限定它们为内联接的，正如前面有人说的那样，用namespace可以取消static。我认为，对static的作用来说，可以把文件作用域推广到类作用域。
正因如此，不能把静态成员（数据和函数）看成是对象的“成员”，在继承时所表现出来的特性证明了这一点。
还有意思的是：
class X
{
static X i; /*本身没有计入X中，所以可以嵌套定义*/
//....
}
Top
63 楼xiaocai0001（高楼目尽欲黄昏/梧桐叶上萧萧雨）回复于 2006-04-26 08:20:45 得分 0
对类中的static, 一直没有深刻的理解, 谢谢楼上两位的补充Top
64 楼jeffrey168（）回复于 2006-04-27 19:42:18 得分 0
谢谢，收下！同时也希望高手们多写写你们的学习心得，对像我这样的新手有很大的帮助！谢谢你们了！Top
65 楼bombwang（王）回复于 2006-04-27 19:52:48 得分 0
学习了Top
66 楼oybee（oybee）回复于 2006-04-27 20:43:18 得分 0
谢谢！Top
67 楼gjianpro（#ifndef _DEBUG）回复于 2006-04-27 22:29:10 得分 0
顶Top
68 楼tatbaby（岛主）回复于 2006-04-27 23:33:33 得分 0
mark
上面2位的补充很好Top
69 楼seadawn（smoky flower）回复于 2006-04-28 14:15:24 得分 0
mark
Top
70 楼maoxiafei（我要学好C和Linux）回复于 2006-05-04 20:24:26 得分 0
好贴，谢谢！！！Top
71 楼jnxulei（石头）回复于 2006-05-09 13:52:43 得分 0
学习，收藏Top
72 楼theforever（碧海情天）回复于 2006-05-13 14:25:31 得分 0
MARKTop
73 楼ycqing（）回复于 2006-05-15 13:33:50 得分 0
dingTop
74 楼zhangguangxue_xx（粼漪）回复于 2006-05-15 14:20:40 得分 0
我在学习．NET中，也邦帮顶一下！！以后少不了找你学习呀！！加我４９００５９５５４Top
75 楼losedxyz（我真的一无所有）回复于 2006-05-15 14:31:01 得分 0
markTop
76 楼cschina（）回复于 2006-05-20 21:13:00 得分 0
不错．．受益了．．Top
77 楼lvyao1011（）回复于 2006-06-22 17:25:39 得分 0
学习
Top
