详解C++中static的用法

C 语言的 static 关键字有三种（具体来说是两种）用途：

1. 静态局部变量：用于函数体内部修饰变量，这种变量的生存期长于该函数。

要明白这个用法，我们首先要了解c/c++的内存分布，以及static所在的区间。

对于一个完整的程序，在内存中的分布情况如下图：

1.栈区： 由编译器自动分配释放，像局部变量，函数参数，都是在栈区。c 类 static 函数会随着作用于退出而释放空间。

3.堆区：程序员分配并释放的区域，像malloc(c),new(c++)

3. 全局区（静态区） －－ 全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。4.全局区（静态区），全局变量和静态变量的存储是放在一块的，不过它是用free来结束自己的生命的，那么在程序结束后，他和堆是十分相似的.栈，不允许修改（当然，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域，在不需要的时候自动清楚的变量的存储区，若程序员不释放、函数参数等。3)、全局区(静态区)(static)—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。

4.代码区

所以上面note:1的static是在全局数据区分配的,那么它存在的意思是什么？又是什么时候初始化的呢？

首先回答第一个问题：它存在的意义就是随着第一次函数的调用而初始化，却不随着函数的调用结束而销毁(如果把以上的note:1换成note:2,那么i就是在栈区分配了，会随着foo的调用结束而释放)。

那么第二个问题也就浮出水面了，它是在第一次调用进入note:1的时候初始化（当初面试被坑过，我居然说是一开始就初始化了，汗！！）。且只初始化一次，也就是你第二次调用foo(),不会继续初始化，而会直接跳过。

那么它跟定义一个全局变量有什么区别呢，同样是初始化一次，连续调用foo()的结果是一样的，但是，使用全局变量的话，变量就不属于函数本身了，不再仅受函数的控制，给程序的维护带来不便。

静态局部变量正好可以解决这个问题。静态局部变量保存在全局数据区，而不是保存在栈中，每次的值保持到下一次调用，直到下次赋新值。

那么我们总结一下，静态局部变量的特点（括号内为note:2,也就是局部变量的对比）：

（1）该变量在全局数据区分配内存(局部变量在栈区分配内存);

（2）静态局部变量在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化，即以后的函数调用不再进行初始化(局部变量每次函数调用都会被初始化);

（3）静态局部变量一般在声明处初始化，如果没有显式初始化，会被程序自动初始化为0(局部变量不会被初始化);

（4）它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域，也就是不能在函数体外面使用它(局部变量在栈区，在函数结束后立即释放内存);

2.静态全局变量：定义在函数体外，用于修饰全局变量，表示该变量只在本文件可见。

note:3和note:4有什么差异呢？你调用foo(),无论调用几次，他们的结果都是一样的。也就是说在本文件内调用他们是完全相同的。那么他们的区别是什么呢？

文件隔离！

假设我有一个文件a.c,我们再新建一个b.c,内容如下。

我们先使用note:6,也就是非静态全局变量，发现输出为:

before: 15

after: 16

也就是我们的b.c通过extern使用了a.c定义的全局变量。

那么我们改成使用note:5,也就是使用静态全局变量呢？

gcc a.c b.c -o output.out

会出现类似undeference to "n"的报错，它是找不到n的，因为static进行了文件隔离，你是没办法访问a.c定义的静态全局变量的，当然你用 #include "a.c",那就不一样了。

以上我们就可以得出静态全局变量的特点：

静态全局变量不能被其它文件所用(全局变量可以);

函数定义中声明的形参，其作用域限定在该函数体内，与其他函数中声明的同名变量不是一回事，允许在不同的函数中使用相同的变量名，编译器将为这些变量分配不同的存储单元，不会冲突。这样看来我们甚至可以有两个同名（名字都是foo）的函数定义，只不过一个是inline定义，一个是外部定义，它们并不冲突。在"use strict"模式下,在一个对象直接量中定义两个或者多个同名属性,变量,将会报错,这在es6中,也是支持严格模式,比如:let,const,而这在非严格模式下重复定义同一个变量是不会报错的,只不过是后者会覆盖前者。

3.静态函数：准确的说，静态函数跟静态全局变量的作用类似：

可以正常输出：this is non-static func in a。

当给void fn()加上static的关键字之后呢？ undefined reference to "fn".

所以，静态函数的好处跟静态全局变量的好处就类似了：

1.静态函数不能被其它文件所用;

2.其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突;

上面一共说了三种用法，为什么说准确来说是两种呢？

1.一种是修饰变量，一种是修饰函数，所以说是两种（这种解释不多）。

2.静态全局变量和修饰静态函数的作用是一样的，一般合并为一种。（这是比较多的分法）。

C++ 语言的 static 关键字有二种用途：

当然以上的几种，也可以用在c++中。还有额外的两种用法：

1.静态数据成员：用于修饰 class 的数据成员，即所谓“静态成员”。这种数据成员的生存期大于 class 的对象（实体 instance）。静态数据成员是每个 class 有一份，普通数据成员是每个 instance 有一份，因此静态数据成员也叫做类变量，而普通数据成员也叫做实例变量。

结果如下：

由图可知：sizeof(Rectangle)=8bytes=sizeof(m_w)+sizeof(m_h)。也就是说 static 并不占用Rectangle的内存空间。

那么static在哪里分配内存的呢？是的，全局数据区(静态区)。c 类 static 函数

再看看GetSum()，第一次12=3*4，第二次18=12+2*3。由此可得，static只会被初始化一次，于实例无关。

结论：

对于非静态数据成员，每个类对象(实例)都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员，由该类型的所有对象共享访问,对该类的多个对象来说，静态数据成员只分配一次内存。

静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间，所以不能在类声明中定义。

也就是说，你每new一个Rectangle，并不会为static int s_sum的构建一份内存拷贝，它是不管你new了多少Rectangle的实例，因为它只与类Rectangle挂钩，而跟你每一个Rectangle的对象没关系。

2、静态成员函数：用于修饰 class 的成员函数。

我们对上面的例子稍加改动：

上面注释可见:对GetSum()加上static，使它变成一个静态成员函数，可以用类名::函数名进行访问。

那么静态成员函数有特点呢？

1.静态成员之间可以相互访问，包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数;

2.非静态成员函数可以任意地访问静态成员函数和静态数据成员;

3.静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员;

支持类静态方法调用和值访问，如xxx，则可以省略#命名空间，该对象不是我们想像的只存放单个值，下面是上下文（context）的结构 2， ognl 有一个上下文（context）概念： 支持对象方法调用，表达式的格式为 [类全名（包括包路径）] 方法名 | 值名]、#session 另外ognl会设定一个根对象（root对象），根对象valuestack的实现类为ognlvaluestack。对于某个对象，其 调用存在多态行为的某个函数时，会先通过虚表指针得到虚表.再根据函数在虚表中的偏移来得到相应的函数指针，最后才会调用函数.最后总结一下: 一个对象创建后 ,会在内存中占用一定的空间, 如果对象有虚函数调用的话(ie 中的对象基本都有 ) ,其内存块开头的 4 字节 会指向一个 叫做 虚表的东西 , 当 对象调用虚函数时 首先会 取出 虚表指针 (即 开头的 4字节) ,再到 虚表处根据所调用函数对虚表的相对偏移找到函数指针 , 最终 跳到 函数指针处执行 .。虚函数表指针：类中除了定义的函数成员，还有一个成员是虚函数表指针（占四个基本内存单元），这个指针指向一个虚函数表的起始位置，这个表会与类的定义同时出现，这个表存放着该类的虚函数指针，调用的时候可以找到该类的虚函数表指针，通过虚函数表指针找到虚函数表，通过虚函数表的偏移找到函数的入口地址，从而找到要使用的虚函数。

前三点其实是一点：静态成员函数不能访问非静态(包括成员函数和数据成员)，但是非静态可以访问静态，有点晕吗？没关系，我给你个解释，因为静态是属于类的，它是不知道你创建了10个还是100个对象，所以它对你对象的函数或者数据是一无所知的，所以它没办法调用，而反过来，你创建的对象是对类一清二楚的(不然你怎么从它那里实例化呢)，所以你是可以调用类函数和类成员的，就像不管GetSum是不是static，都可以调用static的s_sum一样。

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