C++中static初始化一次的真实含义

1. static 变量的初始化与赋值

static 变量在 C++ 中有一个特别的性质:它们在程序的生命周期内只会被初始化一次,但之后可以继续对其进行赋值。

  • 初始化static 变量在程序的初始化阶段(即程序第一次执行时)会被初始化一次。如果是局部 static 变量,则它会在第一次执行到该变量所在的代码行时被初始化;如果是全局或静态作用域内的变量,则会在程序启动时初始化。

  • 赋值:初始化之后,static 变量的值是可以改变的。赋值操作不会改变 static 变量的内存地址,也就是说,static 变量的内存地址在整个程序运行期间是固定的。赋值只会改变该内存地址中存储的数据,而不会影响变量的地址。

示例:static 变量的初始化和赋值

#include <iostream>

void testStatic() {
    static int x = 10;  // 初始化只发生一次
    std::cout << "x = " << x << std::endl;
    x = 20;  // 赋值,但不重新初始化
    std::cout << "x after assignment = " << x << std::endl;
}

int main() {
    testStatic();  // 第一次调用,初始化并赋值为 10
    testStatic();  // 第二次调用,x 已初始化,赋值为 20
    return 0;
}

输出:

x = 10
x after assignment = 20
x = 20
x after assignment = 20

在这个例子中,x 是 static 变量:

  • 第一次调用 testStatic() 时,x 会被初始化为 10,之后赋值为 20。
  • 第二次调用 testStatic() 时,x 不会重新初始化,而是保持上次赋的值(20),并可以继续赋值。

内存地址不变:无论你如何对 x 进行赋值,x 的内存地址始终不变,它依然指向同一块内存位置。

2. 普通变量的初始化与赋值

对于普通的局部变量,每次进入其作用域时,该变量会被重新初始化,并且会在栈上分配新的内存空间。普通变量 可以多次初始化,但每次进入作用域时,都会重新为该变量分配内存(除非它是动态分配的,如使用 new)。

  • 初始化:每次进入作用域时,局部变量都会被重新初始化,并且会重新分配栈空间。
  • 赋值:可以在初始化之后对普通变量进行赋值,但赋值不等于初始化。赋值操作会改变该变量存储的值,而不会影响它的内存位置(除非你是指针类型)。

示例:普通局部变量的初始化和赋值

#include <iostream>

void testNormal() {
    int x = 10;  // 每次进入函数时都会初始化
    std::cout << "x = " << x << std::endl;
    x = 20;  // 赋值,但内存地址不变
    std::cout << "x after assignment = " << x << std::endl;
}

int main() {
    testNormal();  // 第一次调用,初始化为 10
    testNormal();  // 第二次调用,重新初始化为 10
    return 0;
}

输出:

x = 10
x after assignment = 20
x = 10
x after assignment = 20

在这个例子中,x 是普通的局部变量:

  • 每次调用 testNormal() 时x 会被重新初始化,并且会重新分配栈空间。
  • x 的值在初始化后可以被赋值为其他值,但它的内存地址在每次调用 testNormal() 时都是新的,栈空间会被重新分配。

3. 对比:static 变量与普通变量的差异

特性static 变量普通局部变量
初始化 只初始化一次,在程序启动或首次调用时初始化 每次进入作用域时初始化
赋值 之后可以多次赋值,但不改变内存地址 可以多次赋值,但内存地址随每次进入作用域不同
内存管理 只有一块内存空间,内存地址固定 每次进入作用域时会重新分配内存
生命周期 整个程序运行期间(从程序启动到结束) 仅在作用域内有效,出作用域时销毁

4. 栈空间与堆空间的对比(内存分配)

  • 栈空间(stack):局部变量(普通变量)通常存储在栈上。每次进入作用域时,栈空间会为变量分配内存,离开作用域时销毁。这是 自动内存管理

  • 堆空间(heap):使用 new 或 malloc 分配的内存则来自堆。堆上的内存通常需要显式释放(如通过 delete 或 free),否则会导致内存泄漏。

5. 结论

  • static 变量:初始化只发生一次,内存地址在整个程序的生命周期内固定,不会发生变化。之后的赋值只是改变其存储的值,而不会改变内存地址。
  • 普通局部变量:每次进入作用域时会重新分配内存,并且会重新初始化。因此,每次函数调用时,局部变量的内存空间是不同的。

总结来说,static 变量不会在每次调用时重新分配内存,它的内存地址是固定的,而普通局部变量每次进入作用域时都会重新分配内存,内存地址不同。

posted @ 2024-11-30 20:34  海_纳百川  阅读(102)  评论(0编辑  收藏  举报
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