转：C语言中的static变量和C++静态数据成员(static member)

转自：C语言中的static变量和C++静态数据成员(static member)

C语言中static的变量：
1).static局部变量
        a、静态局部变量在函数内定义，生存期为整个程序运行期间，但作用域与自动变量相同，只能在定义该变量的函数内使用。退出该函数后， 尽管该变量还继续存在，但不能使用它。
        b、对基本类型的静态局部变量若在说明时未赋以初值，则系统自动赋予0值。而对自动变量不赋初值，则其值是不定的。
2).static全局变量
        全局变量本身就是静态存储方式， 静态全局变量当然也是静态存储方式。但是他们的作用域，非静态全局变量的作用域是整个源程序（多个源文件可以共同使用）； 而静态全局变量则限制了其作用域， 即只在定义该变量的源文件(.h或.cpp)内有效， 在同一源程序的其它源文件中不能使用它（注意，这一点和C++是不同的）。

关于C语言static变量的理解：

A、若全局变量仅在单个C文件中访问，则可以将这个变量修改为静态全局变量，以降低模块间的耦合度；

B、若全局变量仅由单个函数访问，则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量，以降低模块间的耦合度；

C、静态变量和全局变量放在程序的全局数据区，而不是在堆栈中分配，所以不可能导致堆栈溢出；

D、设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时，需要考虑重入问题(线程不安全)；

 

C++中静态数据成员的特点有::

          1、静态数据成员仅仅在初始化时不受访问权限的约束；

          2、静态数据成员最好不要在.h文件中进行定义(初始化)，而是放在.cpp文件中定义(初始化)；

          3、静态数据成员被类的所有对象所共享，包括类的派生类的所有对象；——即派生类和基类共享一个静态成员。

          4、静态数据成员的类型可是所属类自己，即在一个类中可以声明该类自己的类型的静态成员对象，但是，不可以定义普通的成员对象，(指针可以)

          5、在const成员函数中，可以修改static成员变量的值。普通成员变量的值，是不能修改的。

          6、static成员函数只能访问static成员，不能访问非static成员，并且static成员函数不能定义为virtual、const、volatile 函数。

详细分析如下：

     类体中的数据成员的声明前加上static关键字，该数据成员就成为了该类的静态数据成员。

        和其他数据成员一样，静态数据成员也遵守public/protected/private访问规则。注意::仅仅是初始化时不遵守public/protected/private的规则。

        即：如果是private和protected的静态成员，只能通过public的静态成员函数进行调用，而不能通过类名直接访问了。

 

1、静态数据成员的定义(初始化)不能在头文件中。 
     静态数据成员实际上是类域中的全局变量。所以，静态数据成员的定义(初始化)不应该被放在头文件中。 
    其定义方式与全局变量相同。举例如下： 
xxx.h文件 
class base

{ 
       private: 
               static const int _i;           //声明，标准c++支持有序类型在类体中初始化,但vc6不支持。 
}; 

xxx.cpp文件 
const int base::_i=10;                 //仅仅在定义(初始化)时不受private和protected访问限制. 

           注：不要试图在头文件中定义(初始化)静态数据成员。在大多数的情况下，这样做会引起重复定义这样的错误。即使加上#ifndef #define #endif或者#pragma once也不行。

 

2、静态数据成员   被 类 的所有对象所共享，包括该类派生类的对象。即派生类对象与基类对象共享基类的静态数据成员。举例如下： 
class base

{ 
       public : 
               static int _num;         //声明 
}; 
int base::_num=0;                   //静态数据成员的真正定义 

class derived:public base

{ 
}; 

main() 
{ 
      base a; 
      derived b; 
      a._num++; 
      cout<<"base class static data number _num is"<<a._num<<endl; 
      b._num++; 
      cout<<"derived class static data number _num is"<<b._num<<endl; 
} 
// 结果为1,2;可见派生类与基类共用一个静态数据成员。

 

3、静态数据成员的类型可以是所属类的类型，而普通数据成员则不可以。普通数据成员的只能声明为所属类类型的 指针或引用。举例如下： 

class base{ 
        public : 
               static base _object1;                       //正确，静态数据成员 
               base _object2;                                  //错误 
               base *pObject;                                  //正确，指针 
               base &mObject;                               //正确，引用 （引用需要在构造函数的参数初始化列表中初始化，如下：）
};

这个类要能创建对象，需要定义带有参数初始化列表的构造函数，如下：

class base{ 
       public : 
             static base _object1; //正确，静态数据成员 
             base *pObject;            //正确，指针 
             base &mObject;         //正确，引用

             base():mObject(*this){}                
};

 

4、静态数据成员的值在const成员函数中可以被合法的改变，而不破那个数据成员的值，不能在const成员函数中改变。

#include <iostream>
using namespace std;

class Student
{
 private:
  static int a;
  int b;
 public:
  void change() const;
  void setB(int b);
  int getB();
  static int getA();
};

void Student::change() const
{
          a++;          //这个可以，因为a是static成员变量。
          b++;          //不可以，因为b是普通成员变量(如果b不是成员变量(是全局变量，普通参数，函数内部定义的临时变量)也可以别修改)，且是const函数
}
int Student::getA()
{
         return a;
}
void Student::setB(int b)
{
         this->b = b;
}
int Student::getB()
{
         return b;
}
int Student::a = 5;

int main(int argc,char *argv[])
{
       Student stu;
       stu.setB(10);
       stu.change();
       cout<<Student::getA()<<endl; 
       cout<<stu.getB()<<endl;
       return 0;
}
即：成员函数的const约束，只起作用于类的普通成员变量，对于全局变量，成员函数参数，成员函数内部的临时变量起不到作用。