static是C/C++中一个非常容易混淆的语法,在不同的地方针对不同的对象有不同的效果。
它在大型项目中有至关重要的作用,需要我们详细研究。
1.变量
所有static修饰的变量的生命周期都是自调用它起到程序结束,期间这些变量都只会初始化一次
①全局定义的变量
全局变量具有外部链接属性,也就是说其它文件可以对它使用extern进行访问。
注意全局变量不要在.h中定义,因为如果有两个或以上的.c文件包含了这个.h,那么在预处理后这个变量就会分别展开到两个文件中,在链接阶段就会查出重定义。
正确的做法应该是在.h中声明extern int a,这样就相当于告诉包含该.h的文件外部有一个全局变量a可以使用。在链接的时候就会到所有的文件中去找这个a。注意这和局部变量使用并不冲突。
②static修饰全局变量
在static修饰全局变量之后,就意味着这个全局变量只能在该文件以及包含它的文件使用了,而无法通过extern来访问
③在类中使用static变量
在类中static变量隶属于对应的类,而并不会被实例化,也就是说创建对象的时候我们没有为这个static变量开辟空间(自然也不能给它缺省值和初始化)。
类的static变量初始化一般是在外部进行,且能够直接通过类来直接访问。我们完全可以将static变量理解成这个类的公共区域,只有一份(和函数相似),所有对象都不包含它。
至于如果static变量为私有的情况,后面会讲到。
2.函数
①全局定义和声明时
在我们全局定义函数的时候,函数是带有外部链接属性的(外部文件可以访问它)。我们可以在一个.c定义函数,然后在.h中声明这个函数,如果有很多.c都包含了这个.h,那就相当于告诉它们在程序中存在这个函数的定义,在链接的时候会去所有文件找这个函数(就算这个文件没有包含相应的.h)。
总结:声明只是告诉编译器有这么一个函数,在编译的语法检查中不会报错,但是这个函数是否存在需要到链接的阶段才能检查出来。当全局定义函数时,会到所有的文件中去找函数(这里先假设所有的函数都没有被static修饰),找到了就调用,找不到就报链接错误。声明处得不到函数的地址,定义处才能得到。
②定义处使用static
使用static修饰这个函数的时候,函数就变成了静态函数,具有内部链接属性,也就是只在当前文件及包含它的文件可以访问,而其它外部文件不能对它进行访问。
③声明处使用static
这里非常容易混淆。在.h声明Fun()函数的地方使用static,如果有n个.c都包含了这个.h,那就告诉我们有n个完全独立的Fun()存在。很多人这里应该很难理解,下面我会画图分情况来解释:
但是这里要注意一个易错点,我们不能完全认为static函数的作用域是.i的内部。因为当在.h中声明了static函数,在.c中包含该.h并定义了static函数的情况下,我们没有办法直接在.h中调用该函数。上面图中所说的“static函数只能在当前.i中访问”并不意味着.i的任意位置都能调用。
换句话说,static函数只能在预处理前(原始文件)的定义的当前文件以及包含它的文件可以调用。
注意区分“包含它的文件”和“它包含的文件”,上面我举例的.h中无法调用static函数就是“它包含的文件”这种情况。
④类中定义或声明
在类中定义的static函数和static变量类似,它相当于类的公共区域,这个函数的特殊之处在于它的第一个参数没有this指针,这也就意味着static函数能够访问static变量。因为非static成员函数都会有一个隐含的this指针,在类里访问成员是实质上都是this->_a,但如果这里的_a是static变量的话,就矛盾了,因为static变量不存在于对象中,自然this访问不到它。
所以只有static函数在调用_a时不会变成this->_a,可以得到static成员变量的值。