C語言-記憶體管理之三[了解static關鍵字]

C語言-記憶體管理之三[了解static關鍵字] 了解static關鍵字 1.3了解static關鍵字 C/C++的static有兩種用法：面向過程程式設計中的static和面向對象程式設計中的static。前者應用于普通變量和函數，不涉及類；後者主要說明static在類中的作用。 1.3.1面向過程設計中的static 1.3.1.1靜态全局變量 在全局變量前，加上關鍵字static，該變量就被定義成為一個靜态全局變量。我們先舉一個靜态全局變量的例子，如下： //Example 1 #include void fn(); static int n; //定義靜态全局變量 void main() { n=20; cout< fn(); } void fn() { n++; cout< } 靜态全局變量有以下特點： A. 該變量在全局資料區配置設定記憶體； B. 未經初始化的靜态全局變量會被程式自動初始化為0（自動變量的值是随機的，除非它被顯式初始化）； C. 靜态全局變量在聲明它的整個檔案都是可見的，而在檔案之外是不可見的。 靜态變量都在全局資料區配置設定記憶體，包括後面将要提到的靜态局部變量。對于一個完整的程式，在記憶體中的分布情況如下圖： 代碼區 全局資料區 堆區 棧區 一般程式的由new産生的動态資料存放在堆區，函數内部的自動變量存放在棧區。自動變量一般會随着函數的退出而釋放空間，靜态資料（即使是函數 内部的靜态局部變量）也存放在全局資料區。全局資料區的資料并不會因為函數的退出而釋放空間。細心的讀者可能會發現，Example 1中的代碼中将“static int n;” 改為“ int n;”程式照樣正常運作。的确，定義全局變量就可以實作變量在檔案中的共享，但定義靜态全局變量還有以下好處： A. 靜态全局變量不能被其它檔案所用； B. 其它檔案中可以定義相同名字的變量，不會發生沖突。 您可以将上述示例代碼改為如下： //Example 2 //File1 #include void fn(); static int n; //定義靜态全局變量 void main() { n=20; cout< fn(); } //File2 ＃i nclude extern int n; void fn() { n++; cout< } 編譯并運作Example 2，您就會發現上述代碼可以分别通過編譯，但運作時出現錯誤。試着将 “static int n;”改為“int n;”再次編譯運作程式，細心體會全局變量和靜态全局變量的差別。 1.3.1.2靜态局部變量 在局部變量前，加上關鍵字static，該變量就被定義成為一個靜态局部變量。 我們先舉一個靜态局部變量的例子，如下： //Example 3 #include void fn(); void main() { fn(); fn(); fn(); } void fn() { static n=10; cout< n++; } 通常，在函數體内定義了一個變量，每當程式運作到該語句時都會給該局部變量配置設定棧記憶體。但随着程式退出函數體，系統就會收回棧記憶體，局部變量也相應失效。但有時候我們需要在兩次調用之間對變量的值進行儲存。通常的想法是定義一個全局變量來實作。但這樣一來，變量已經不再屬于函數本身了，不再僅受函數的控制，給程式的維護帶來不便。 靜态局部變量有以下特點： A. 該變量在全局資料區配置設定記憶體； B. 靜态局部變量在程式執行到該對象的聲明處時被首次初始化，即以後的函數調用不再進行初始化； C. 靜态局部變量一般在聲明處初始化，如果沒有顯式初始化，會被程式自動初始化為0； D. 它始終駐留在全局資料區，直到程式運作結束。但其作用域為局部作用域，當定義它的函數或語句塊結束時，其作用域随之結束； 1.3.1.3靜态函數 　　在函數的傳回類型前加上static關鍵字,函數即被定義為靜态函數。靜态函數與普通函數不同，它隻能在聲明它的檔案當中可見，不能被其它檔案使用。靜态函數隻能操作靜态成員變量（有待商榷。。。），還可以作為回調函數，最重要的是函數沒有this指針。 靜态函數的例子： //Example 4 #include static void fn();//聲明靜态函數 void main() { fn(); } void fn()//定義靜态函數 { int n=10; cout< } 定義靜态函數的好處： A. 靜态函數不能被其它檔案所用； B. 其它檔案中可以定義相同名字的函數，不會發生沖突； 1.3.2面向對象的static關鍵字（類中的static關鍵字） 1.3.2.1靜态資料成員 在類内資料成員的聲明前加上關鍵字static，該資料成員就是類内的靜态資料成員。先舉一個靜态資料成員的例子。 //Example 5 #include class Myclass { public: Myclass(int a,int b,int c); void GetSum(); private: int a,b,c; static int Sum;//聲明靜态資料成員 }; int Myclass::Sum=0;//定義并初始化靜态資料成員 Myclass::Myclass(int a,int b,int c) { this->a=a; this->b=b; this->c=c; Sum+=a+b+c; } void Myclass::GetSum() { cout< } void main() { Myclass M(1,2,3); M.GetSum(); Myclass N(4,5,6); N.GetSum(); M.GetSum(); } 可以看出，靜态資料成員有以下特點： A. 對于非靜态資料成員，每個類對象都有自己的拷貝。而靜态資料成員被當作是類的成員。無論這個類的對象被定義了多少個，靜态資料成員在程式中也隻有一份拷貝，由該類型的所有對象共享通路。也就是說，靜态資料成員是該類的所有對象所共有的。對該類的多個對象來說，靜态資料成員隻配置設定一次記憶體，供所有對象共用。是以，靜态資料成員的值對每個對象都是一樣的，它的值可以更新； B. 靜态資料成員存儲在全局資料區。靜态資料成員定義時要配置設定空間，是以不能在類聲明中定義。在Example 5中，語句int Myclass::Sum=0;是定義靜态資料成員； C. 靜态資料成員和普通資料成員一樣遵從public，protected，private通路規則； D. 因為靜态資料成員在全局資料區配置設定記憶體，屬于本類的所有對象共享，是以，它不屬于特定的類對象，在沒有産生類對象時其作用域就可見，即在沒有産生類的執行個體時，我們就可以操作它； E. 靜态資料成員初始化與一般資料成員初始化不同。靜态資料成員初始化的格式為：＜資料類型＞＜類名＞::＜靜态資料成員名＞=＜值＞ 類的靜态資料成員有兩種通路形式：＜類對象名＞.＜靜态資料成員名＞ 或 ＜類類型名＞::＜靜态資料成員名＞ F. 如果靜态資料成員的通路權限允許的話（即public的成員），可在程式中，按上述格式來引用靜态資料成員 ； G. 靜态資料成員主要用在各個對象都有相同的某項屬性的時候。比如對于一個存款類，每個執行個體的利息都是相同的。是以，應該把利息設為存款類的靜态資料成員。這有兩個好處，第一，不管定義多少個存款類對象，利息資料成員都共享配置設定在全局資料區的記憶體，是以節省存儲空間。第二，一旦利息需要改變時，隻要改變一次，則 所有存款類對象的利息全改變過來了； 同全局變量相比，使用靜态資料成員有兩個優勢： A. 靜态資料成員沒有進入程式的全局名字空間，是以不存在與程式中其它全局名字沖突的可能性； B. 可以實作資訊隐藏。靜态資料成員可以是private成員，而全局變量不能； 1.3.2.2靜态成員函數 　　與靜态資料成員一樣，我們也可以建立一個靜态成員函數，它為類的全部服務而不是為某一個類的具體對象服務。靜态成員函數與靜态資料成員一樣，都是類的内部實作，屬于類定義的一部分。普通的成員函數一般都隐含了一個this指針，this指針指向類的對象本身，因為普通成員函數總是具體的屬于某個類的具體對象的。通常情況下，this是預設的。如函數fn()實際上是this->fn()。但是與普通函數相比，靜态成員函數由于不是與任何的對象相聯系，是以它不具有this指針。從這個意義上講，它無法通路屬于類對象的非靜态資料成員，也無法通路非靜态成員函數，它隻能調用其餘的靜态成員函數。下面舉個靜态成員函數的例子。 //Example 6 #include class Myclass { public: Myclass(int a,int b,int c); static void GetSum();/聲明靜态成員函數 private: int a,b,c; static int Sum;//聲明靜态資料成員 }; int Myclass::Sum=0;//定義并初始化靜态資料成員 Myclass::Myclass(int a,int b,int c) { this->a=a; this->b=b; this->c=c; Sum+=a+b+c; //非靜态成員函數可以通路靜态資料成員 } void Myclass::GetSum() //靜态成員函數的實作,注意此處無static { // cout<錯誤代碼，a是非靜态資料成員 cout< } void main() { Myclass M(1,2,3); M.GetSum(); Myclass N(4,5,6); N.GetSum(); Myclass::GetSum(); } 關于靜态成員函數，可以總結為以下幾點： A. 出現在類體外的函數定義不能指定關鍵字static； B. 靜态成員之間可以互相通路，包括靜态成員函數通路靜态資料成員和通路靜态成員函數； C. 非靜态成員函數可以任意地通路靜态成員函數和靜态資料成員； D. 靜态成員函數不能通路非靜态成員函數和非靜态資料成員； E. 由于沒有this指針的額外開銷，是以靜态成員函數與類的全局函數相比速度上會有少許的增長； F. 調用靜态成員函數，可以用成員通路操作符（.）和（->）為一個類的對象或指向類對象的指針調用靜态成員函數，也可以直接使用如下格式：＜類名＞::＜靜态成員函數名＞（＜參數表＞）調用類的靜态成員函數。

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