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C++语言中的static关键字用法详解

2023-07-07 10:35:18 深夜i 12 0

C++语言 static 用法详解

在C++语言中，static是一个比较常用的关键字，它可以用在变量、函数和类的成员函数上。本文将详细解释static关键字在各种场景下的使用方法。

1. static变量

static变量是指在函数内或者类中声明的变量，在整个程序运行期间都保持不变，它的生命周期与程序的生命周期相同。static变量只会在程序第一次执行到定义它的语句时被初始化，以后再次执行该函数或函数外其它代码都不会再次初始化，而是继续使用之前的值。

例如：

#include <iostream>
using namespace std;
void func()
{
  static int a = 0;
  a++;
  cout << a << endl;
}
int main()
{
  for(int i = 0; i < 5; i++)
  {
    func();
  }
  return 0;
}

上面的代码运行结果为：

1 2 3 4 5

在func函数中定义了一个static变量a，并且每次执行完该函数后，a的值都会加1，由于a是static变量，所以其值在各次调用中都被保留下来。

如果将a改成普通的局部变量，如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;
void func()
{
  int a = 0;
  a++;
  cout << a << endl;
}
int main()
{
  for(int i = 0; i < 5; i++)
  {
    func();
  }
  return 0;
}

运行结果为：

1 1 1 1 1

可以看到，每次执行func函数时，a的值都被重新初始化为0，所以每次输出的都是1。

2. static函数

在类中定义的static函数是属于整个类的，而不是属于某个对象的，因为它不需要访问对象的成员变量和成员函数。static函数可以被类名直接调用，也可以被对象调用。

例如：

#include <iostream>
using namespace std;
class Demo
{
public:
  static void func()
  
    cout << "Hello world!" << endl;
  
};
int main()
{
  Demo::func();
  Demo d;
  d.func();
  return 0;
}

上面的代码运行结果为：

Hello world! Hello world!

可以看到，即使没有创建类的对象，也可以调用类中的static函数。

3. static类成员变量

在类中定义的static成员变量，是在整个类范围内共享的，并且它只有一份内存空间，不管该类的对象有多少个，该变量都只被分配一次。static成员变量必须在类外进行初始化。

例如：

#include <iostream>
using namespace std;
class Demo
public:
  static int a;
;
int Demo::a = 0;
int main()
{
  Demo d1;
  d1.a++;
  Demo d2;
  d2.a++;
  cout << Demo::a << endl;
  return 0;
}

上面的代码运行结果为：

2

可以看到，两个对象都修改了类的static成员变量a，最后输出的结果为2。

4. static类成员函数

在类中定义的static成员函数，也是属于整个类的，它可以访问类的static变量和static函数，但是不能访问非static成员变量和成员函数。static成员函数可以直接使用类名调用，也可以通过对象调用。

例如：

#include <iostream>
using namespace std;
class Demo
{
public:
  static int a;
  static void func()
  
    cout << "a = " << a << endl;
  
};
int Demo::a = 0;
int main()
{
  Demo d;
  Demo::a++;
  Demo::func();
  d.a++;
  d.func();
  return 0;
}

上面的代码运行结果为：

a = 1
a = 2

可以看到，static成员函数可以直接使用类名调用，也可以通过对象调用。本例中，改变类的static变量a的值，再通过类名和对象分别调用static成员函数，可以看到它们输出的a的值都是1和2。

总结：

在C++语言中，static关键字可以应用于变量、函数和类的成员函数中。static变量的生命周期在整个程序中保持不变，只会在第一次调用该变量时被初始化，static函数和成员函数属于整个类而不是某个对象，可以通过类名和对象分别调用。而static类成员变量和函数也属于整个类范围，可以直接访问类中的static变量和函数，但是不可以访问非static成员变量和函数。对于一些需要同步变化的变量和函数，或采用比较通用的方式访问变量和函数时，static关键字是非常实用和有效的。

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