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关于c++:C中static关键字的作用

jiezi

static 是什么

在最开始 C 中引入了 static 关键字能够用于润饰变量和函数，起初因为 C++ 引入了 class 的概念，当初 static 能够润饰的对象分为以下 5 种：

成员变量，成员函数，一般函数，局部变量，全局变量

static 的作用

润饰成员变量

static润饰成员变量之后，该变量会属于该类，而不是某一个该类的对象。举个例子，Student类种有一个 count 的变量，在应用 static 关键字润饰之后，所有 Student 的对象共用这 1 个count。

调用形式会产生扭转，无奈通过 对象名 + . 变量名来调用，而是须要通过类名 + 作用域(::) + 变量名来调用，举个例子

Studnet s1;
cout << s1.count << '\n'; // 会编译正告 Clang-Tidy: Static member accessed through instance 通过实例调用动态成员变量
cout << Studnet::count << '\n'; // ok

润饰成员函数

和成员变量一样，应用 static 润饰的成员函数的生命周期和应用形式都产生了变动

通过 static 润饰的函数，如果拜访非 static 成员变量，编译器会间接报错

润饰一般函数

函数的作用域会发声变动，被 static 润饰的一般函数只能在本文件内能够见，同一个程序的其余文件将无奈调用该函数。能够在肯定水平上解决命名抵触的问题，不过 C ++ 提供了namespace，所以个别不用于润饰一般函数。

润饰全局变量

和润饰一般函数一样，被 static 润饰的全局变量的可见性会发生变化，其余文件将无奈调用该全局变量，其余和一般全局变量没有区别

润饰局部变量

static润饰的局部变量被初始化一次之后，每次函数调用都持续应用之前的值，而不是从新进行初始化操作

如何应用 static

成员变量

通过在成员变量后面加上关键字 static 即可

class Studnet {
private:
    static int count;
};

// static 润饰的成员变量只能在类外初始化
int Student::count = 0;

// C++17 之后能够通过 inline 的形式在类内初始化，例如
class Studnet2 {
private:
    static inline int count = 0;
};

成员函数

class Studnet {
public:
    static int init(int number1, int number2) {
        age = number1; // 编译报错 Invalid use of member 'age' in static member function
          count = number2; // ok
    }

private:
    static inline int count = 0;
    int age = 18;
};

一般函数

static int add(int a, int b) {return a + b;}

全局变量

static int count = 2;

局部变量

void print() {
    static int a = 0;
    ++a;
    cout << a << endl;
}

底层原理

之所以被 static 润饰的变量或者函数的生命周期会超过摆布其所在的作用域的实质是因为它在内存中的存储地位产生了变动

操作系统为每一个程序创立一个过程用于调配程序运行时须要的资源，其中就包含虚拟内存空间。其中用户区的空间分为 4 个区域，从低位到高位别离为，全局区，堆区，共享区和栈区

而局部变量寄存在栈区，随着函数的调用和返回被结构和析构，在底层操作系统的角度来看，就是将该变量占用的内存空间给回收了

而成员变量依据实例被申明的形式，如果是 new 关键字定义的就寄存在堆区，否则就在栈区。如果是堆区的对象，不会随着作用域的来到被析构，只能通过 delete 关键字手动开释或者程序完结后被操作系统主动回收

而 static 润饰之后，操作系统会将该变量寄存在全局区，全局区的变量只会初始化一次，并且在程序完结后被操作系统回收。这也就是为什么 static 润饰的变量的生命周期会和程序一样长的底层原理

而全局区通常寄存的是全局变量，动态成员变量和动态局部变量。因为全局变量原本就寄存在全局区，所以给全局变量加 static 和不加，除了可见性之外，没有什么区别

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