static静态变量在内存中的存储[通俗易懂]

全栈程序员-站长 • 2022年5月3日下午3:20 • 未分类 • 阅读 96

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。static用来控制变量的存储方式和可见性

函数内部定义的变量，在程序执行到它的定义处时，编译器为它在栈上分配

空间，函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉，这样就产生了一个

问题: 如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时，如何实现？最容易想

到的方法是定义一个全局的变量，但定义为一个全局变量有许多缺点，最明显的

缺点是破坏了此变量的访问范围（使得在此函数中定义的变量，不仅仅受此函

数控制）。

需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,

即要求此成员隐藏在类的内部，对外不可见。

static的内部机制：

静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被

调用，所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。这样，它的空间

分配有三个可能的地方，一是作为类的外部接口的头文件，那里有类声明；二是

类定义的内部实现，那里有类的成员函数定义；三是应用程序的main（）函数

前的全局数据声明和定义处。

静态数据成员要实际地分配空间，故不能在类的声明中定义（只能声明数据

成员）。类声明只声明一个类的“尺寸和规格”，并不进行实际的内存分配，所

以在类声明中写成定义是错误的。它也不能在头文件中类声明的外部定义，因

为那会造成在多个使用该类的源文件中，对其重复定义。

static被引入以告知编译器，将变量存储在程序的静态存储区而非栈上空

间，静态

数据成员按定义出现的先后顺序依次初始化，注意静态成员嵌套时，要保证所嵌

套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。

static的优势：

可以节省内存，因为它是所有对象所公有的，因此，对多个对象来说，静态

数据成员只存储一处，供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样，

但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次，保证所有对象存

取更新后的相同的值，这样可以提高时间效率。引用静态数据成员时，采用如下

格式：

<类名>::<静态成员名>

如果静态数据成员的访问权限允许的话(即public的成员)，可在程序中，

按上述格式

来引用静态数据成员。

ps:

(1)类的静态成员函数是属于整个类而非类的对象，所以它没有this指针，

这就导致了它仅能访问类的静态数据和静态成员函数。

(2)不能将静态成员函数定义为虚函数。

(3)由于静态成员声明于类中，操作于其外，所以对其取地址操作，就多少

有些特殊，变量地址是指向其数据类型的指针，函数地址类型是一个

“nonmember函数指针”。

(4)由于静态成员函数没有this指针，所以就差不多等同于nonmember函数

结果就产生了一个意想不到的好处：成为一个callback函数，使得我们得以将
c++和c-based x window系统结合，同时也成功的应用于线程函数身上。
(5)static并没有增加程序的时空开销，相反她还缩短了子类对父类静态成
员的访问时间，节省了子类的内存空间。
(6)静态数据成员在<定义或说明>时前面加关键字static。
(7)静态数据成员是静态存储的，所以必须对它进行初始化。
(8)静态成员初始化与一般数据成员初始化不同:
初始化在类体外进行，而前面不加static，以免与一般静态变量或对象相
混淆；
初始化时不加该成员的访问权限控制符private，public等；
初始化时使用作用域运算符来标明它所属类；
所以我们得出静态数据成员初始化的格式：
<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>
(9)为了防止父类的影响，可以在子类定义一个与父类相同的静态变量，以
屏蔽父类的影响。这里有一点需要注意：我们说静态成员为父类和子类共享，但
我们有重复定义了静态成员，这会不会引起错误呢？不会，我们的编译器采用
了一种绝妙的手法：name-mangling 用以生成唯一的标志。