C++類中的靜態(tài)成員變量和靜態(tài)成員函數(shù)的作用

1、數(shù)據(jù)成員可以分靜態(tài)變量、非靜態(tài)變量?jī)煞N. 靜態(tài)成員：靜態(tài)類中的成員加入static修飾符,即是靜態(tài)成員.可以直接使用類名+靜態(tài)成員名訪問(wèn)此靜態(tài)成員,因?yàn)殪o態(tài)成員存在于內(nèi)存,非靜態(tài)成員需要實(shí)例化才會(huì)分配內(nèi)存,所以靜態(tài)成員不能訪問(wèn)非靜態(tài)的成員.因?yàn)殪o態(tài)成員存在于內(nèi)存,所以非靜態(tài)成員可以直接訪問(wèn)類中靜態(tài)的成員. 非成靜態(tài)員：所有沒(méi)有加Static的成員都是非靜態(tài)成員,當(dāng)類被實(shí)例化之后,可以通過(guò)實(shí)例化的類名進(jìn)行訪問(wèn).非靜態(tài)成員的生存期決定于該類的生存期.而靜態(tài)成員則不存在生存期的概念,因?yàn)殪o態(tài)成員始終駐留在內(nèi)容中. 一個(gè)類中也可以包含靜態(tài)成員和非靜態(tài)成員,類中也包括靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)和非靜態(tài)構(gòu)造函數(shù). 分兩

2、個(gè)方面來(lái)總結(jié)，第一方面主要是相對(duì)于面向過(guò)程而言，即在這方面不涉及到類，第二方面相對(duì)于面向?qū)ο蠖?，主要說(shuō)明static在類中的作用。 一、在面向過(guò)程設(shè)計(jì)中的static關(guān)鍵字 1、靜態(tài)全局變量 定義：在全局變量前，加上關(guān)鍵字 static 該變量就被定義成為了一個(gè)靜態(tài)全局變量。 特點(diǎn)： A、該變量在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存。 B、初始化：如果不顯式初始化，那么將被隱式初始化為0(自動(dòng)變量是隨機(jī)的,除非顯式地初始化)。 C、訪變量只在本源文件可見(jiàn)，嚴(yán)格的講應(yīng)該為定義之處開(kāi)始到本文件結(jié)束。 例（摘于C+程序設(shè)計(jì)教程-錢(qián)能主編P103）： /file1.cpp /Example 1 #include &l

3、t;iostream.h> void fn(); static int n; /定義靜態(tài)全局變量 void main() n=20; cout < <n < <endl; fn(); void fn() n+; cout < <n < <endl; D、文件作用域下聲明的const的常量默認(rèn)為static存儲(chǔ)類型。 靜態(tài)變量都在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存，包括后面將要提到的靜態(tài)局部變量。對(duì)于一個(gè)完整的程序，在內(nèi)存中的分布情況如下圖： 代碼區(qū) 全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū) 堆區(qū) 棧區(qū) 一般程序的由new產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存放在堆區(qū)，函數(shù)內(nèi)部的自動(dòng)變量存放在棧區(qū)。自動(dòng)變量一

4、般會(huì)隨著函數(shù)的退出而釋放空間，靜態(tài)數(shù)據(jù)（即使是函數(shù)內(nèi)部的靜態(tài)局部變量）也存放在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)并不會(huì)因?yàn)楹瘮?shù)的退出而釋放空間。細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，Example 1中的代碼中將 static int n; /定義靜態(tài)全局變量 改為: int n; /定義全局變量程序照樣正常運(yùn)行。的確，定義全局變量就可以實(shí)現(xiàn)變量在文件中的共享，但定義靜態(tài)全局變量還有以下好處： 靜態(tài)全局變量不能被其它文件所用；(好像是區(qū)別extern的) 其它文件中可以定義相同名字的變量，不會(huì)發(fā)生沖突； 您可以將上述示例代碼改為如下： /Example 2 /File1 #include <iostream.

5、h> void fn(); static int n; /定義靜態(tài)全局變量(只能在本文件中使用) void main() n=20; cout < <n < <endl; fn(); /File2 #include <iostream.h> extern int n;(可在別的文件中引用這個(gè)變量) void fn() n+; cout < <n < <endl; 編譯并運(yùn)行Example 2，您就會(huì)發(fā)現(xiàn)上述代碼可以分別通過(guò)編譯，但link時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。試著將 static int n; /定義靜態(tài)全局變量 改為 int n; /定

6、義全局變量 再次編譯運(yùn)行程序，細(xì)心體會(huì)全局變量和靜態(tài)全局變量的區(qū)別。2、靜態(tài)局部變量 定義：在局部變量前加上static關(guān)鍵字時(shí)，就定義了靜態(tài)局部變量。我們先舉一個(gè)靜態(tài)局部變量的例子，如下：/Example 3 #include <iostream.h> void fn(); void main() fn(); fn(); fn(); void fn() static n=10; cout < <n < <endl; n+; 通常，在函數(shù)體內(nèi)定義了一個(gè)變量，每當(dāng)程序運(yùn)行到該語(yǔ)句時(shí)都會(huì)給該局部變量分配棧內(nèi)存。但隨著程序退出函數(shù)體，系統(tǒng)就會(huì)收回棧內(nèi)存，局部變量也

7、相應(yīng)失效。 但有時(shí)候我們需要在兩次調(diào)用之間對(duì)變量的值進(jìn)行保存。通常的想法是定義一個(gè)全局變量來(lái)實(shí)現(xiàn)。但這樣一來(lái)，變量已經(jīng)不再屬于函數(shù)本身了，不再僅受函數(shù)的控制，給程序的維護(hù)帶來(lái)不便。 靜態(tài)局部變量正好可以解決這個(gè)問(wèn)題。靜態(tài)局部變量保存在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)，而不是保存在棧中，每次的值保持到下一次調(diào)用，直到下次賦新值。 特點(diǎn)： A、該變量在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存。 B、初始化：如果不顯式初始化，那么將被隱式初始化為0,以后的函數(shù)調(diào)用不再進(jìn)行初始化。 C、它始終駐留在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)，直到程序運(yùn)行結(jié)束。但其作用域?yàn)榫植孔饔糜?，?dāng)定義它的函數(shù)或語(yǔ)句塊結(jié)束時(shí)，其作用域隨之結(jié)束。3、靜態(tài)函數(shù)（注意與類的靜態(tài)成員函數(shù)區(qū)別） 定

8、義：在函數(shù)的返回類型前加上static關(guān)鍵字，函數(shù)即被定義成靜態(tài)函數(shù)。 特點(diǎn)： A、靜態(tài)函數(shù)與普通函數(shù)不同，它只能在聲明它的文件當(dāng)中可見(jiàn)，不能被其它文件使用。 靜態(tài)函數(shù)的例子：/Example 4 #include <iostream.h> static void fn();/聲明靜態(tài)函數(shù) void main() fn(); void fn()/定義靜態(tài)函數(shù) int n=10; cout < <n < <endl; 定義靜態(tài)函數(shù)的好處：靜態(tài)函數(shù)不能被其它文件所用； 其它文件中可以定義相同名字的函數(shù)，不會(huì)發(fā)生沖突； 二、面向?qū)ο蟮膕tatic關(guān)鍵字（類中的st

9、atic關(guān)鍵字） 1、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 在類內(nèi)數(shù)據(jù)成員的聲明前加上關(guān)鍵字static，該數(shù)據(jù)成員就是類內(nèi)的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。先舉一個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的例子。 /Example 5 #include <iostream.h> class Myclass public: Myclass(int a,int b,int c); void GetSum(); private: int a,b,c; static int Sum;/聲明靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 ; int Myclass:Sum=0;/定義并初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 Myclass:Myclass(int a,int b,int c) this->

10、a=a; this->b=b; this->c=c; Sum+=a+b+c; void Myclass:GetSum() cout < <"Sum=" < <Sum < <endl; void main() Myclass M(1,2,3); M.GetSum(); Myclass N(4,5,6); N.GetSum(); M.GetSum(); 可以看出，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有以下特點(diǎn)： 對(duì)于非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，每個(gè)類對(duì)象都有自己的拷貝。而靜態(tài)數(shù)據(jù)成員被當(dāng)作是類的成員。無(wú)論這個(gè)類的對(duì)象被定義了多少個(gè)，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在程序中也只有一份拷貝

11、，由該類型的所有對(duì)象共享訪問(wèn)。也就是說(shuō)，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是該類的所有對(duì)象所共有的。對(duì)該類的多個(gè)對(duì)象來(lái)說(shuō)，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只分配一次內(nèi)存，供所有對(duì)象共用。所以，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值對(duì)每個(gè)對(duì)象都是一樣的，它的值可以更新； 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員存儲(chǔ)在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員定義時(shí)要分配空間，所以不能在類聲明中定義。在Example 5中，語(yǔ)句int Myclass:Sum=0;是定義靜態(tài)數(shù)據(jù)成員； 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和普通數(shù)據(jù)成員一樣遵從public,protected,private訪問(wèn)規(guī)則； 因?yàn)殪o態(tài)數(shù)據(jù)成員在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存，屬于本類的所有對(duì)象共享，所以，它不屬于特定的類對(duì)象，在沒(méi)有產(chǎn)生類對(duì)象時(shí)其作用域就可見(jiàn)，即在沒(méi)

12、有產(chǎn)生類的實(shí)例時(shí)，我們就可以操作它； 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化與一般數(shù)據(jù)成員初始化不同。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化的格式為： 數(shù)據(jù)類型類名:靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名=值 類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有兩種訪問(wèn)形式： 類對(duì)象名.靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名 或 類類型名:靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名 如果靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的訪問(wèn)權(quán)限允許的話（即public的成員），可在程序中，按上述格式來(lái)引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 ； 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員主要用在各個(gè)對(duì)象都有相同的某項(xiàng)屬性的時(shí)候。比如對(duì)于一個(gè)存款類，每個(gè)實(shí)例的利息都是相同的。所以，應(yīng)該把利息設(shè)為存款類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。這有兩個(gè)好處，第一，不管定義多少個(gè)存款類對(duì)象，利息數(shù)據(jù)成員都共享分配在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)存，所以節(jié)省存儲(chǔ)空間。第二，一旦

13、利息需要改變時(shí)，只要改變一次，則所有存款類對(duì)象的利息全改變過(guò)來(lái)了； 同全局變量相比，使用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)： 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員沒(méi)有進(jìn)入程序的全局名字空間，因此不存在與程序中其它全局名字沖突的可能性； 可以實(shí)現(xiàn)信息隱藏。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可以是private成員，而全局變量不能； 2、靜態(tài)成員函數(shù) 與靜態(tài)數(shù)據(jù)成員一樣，我們也可以創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)成員函數(shù)，它為類的全部服務(wù)而不是為某一個(gè)類的具體對(duì)象服務(wù)。靜態(tài)成員函數(shù)與靜態(tài)數(shù)據(jù)成員一樣，都是類的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，屬于類定義的一部分。普通的成員函數(shù)一般都隱含了一個(gè)this指針，this指針指向類的對(duì)象本身，因?yàn)槠胀ǔ蓡T函數(shù)總是具體的屬于某個(gè)類的具體對(duì)象的。通常情況下，t

14、his是缺省的。如函數(shù)fn()實(shí)際上是this->fn()。但是與普通函數(shù)相比，靜態(tài)成員函數(shù)由于不是與任何的對(duì)象相聯(lián)系，因此它不具有this指針。從這個(gè)意義上講，它無(wú)法訪問(wèn)屬于類對(duì)象的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，也無(wú)法訪問(wèn)非靜態(tài)成員函數(shù)，它只能調(diào)用其余的靜態(tài)成員函數(shù)。下面舉個(gè)靜態(tài)成員函數(shù)的例子。 /Example 6 #include <iostream.h> class Myclass public: Myclass(int a,int b,int c); static void GetSum();/聲明靜態(tài)成員函數(shù) private: int a,b,c; static int Sum

15、;/聲明靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 ; int Myclass:Sum=0;/定義并初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 Myclass:Myclass(int a,int b,int c) this->a=a; this->b=b; this->c=c; Sum+=a+b+c; /非靜態(tài)成員函數(shù)可以訪問(wèn)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 void Myclass:GetSum() /靜態(tài)成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn) / cout < <a < <endl; /錯(cuò)誤代碼，a是非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 cout < <"Sum=" < <Sum < <endl; void main() Myclass M(1,2,3); M.GetSum(); Myclass N(4,5,6); N.GetSum(); Myclass:GetSum(); 關(guān)