【C++】static关键字

news2025/2/5 4:27:54

在 C++ 中，static 关键字有多种用途，主要用于控制变量和函数的存储期、作用域和链接性。以下是对 static 关键字的详细介绍，包括其不同用法和示例。

1. 静态局部变量

定义：在函数内部声明的静态变量，其生命周期从程序开始到程序结束，但其作用域仅限于该函数。静态局部变量在函数调用之间保持其值。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

void counter() {
    static int count = 0; // 静态局部变量
    count++;
    cout << "Count: " << count << endl;
}

int main() {
    counter(); // 输出 Count: 1
    counter(); // 输出 Count: 2
    counter(); // 输出 Count: 3
    return 0;
}

解释：

count 是一个静态局部变量，初始化为 0。
每次调用 counter() 函数时，count 的值会保持上一次的值，而不是重新初始化。

2. 静态全局变量

定义：在文件作用域中声明的静态变量，其作用域仅限于该文件。其他文件无法访问该变量。

示例：

// file1.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

static int globalVar = 10; // 静态全局变量

void display() {
    cout << "Global Variable: " << globalVar << endl;
}

// file2.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

// extern int globalVar; // 不能访问，因为 globalVar 是静态的

int main() {
    display(); // 可以调用 display()，但无法访问 globalVar
    return 0;
}

解释：

globalVar 是一个静态全局变量，作用域仅限于 file1.cpp 文件。
其他文件无法访问 globalVar，这有助于避免命名冲突。

3. 静态成员变量

定义：在类中，使用 static 声明的成员变量是类的所有实例共享的。静态成员变量在类的所有对象之间共享，属于类本身，而不是某个特定的对象。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    static int count; // 静态成员变量

    MyClass() {
        count++;
    }
};

int MyClass::count = 0; // 定义并初始化静态成员变量

int main() {
    MyClass obj1;
    MyClass obj2;
    cout << "Count: " << MyClass::count << endl; // 输出 Count: 2
    return 0;
}

解释：

count 是一个静态成员变量，所有 MyClass 的实例共享这个变量。
每次创建 MyClass 的实例时，count 的值会增加。

4. 静态成员函数

定义：静态成员函数属于类本身，而不是某个特定的对象。静态成员函数只能访问静态成员变量和其他静态成员函数，不能访问非静态成员。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    static int count;

    MyClass() {
        count++;
    }

    static void displayCount() { // 静态成员函数
        cout << "Count: " << count << endl;
    }
};

int MyClass::count = 0;

int main() {
    MyClass obj1;
    MyClass obj2;
    MyClass::displayCount(); // 可以直接通过类名调用
    return 0;
}

解释：

displayCount() 是一个静态成员函数，可以通过类名直接调用。
静态成员函数不能访问非静态成员变量或函数。

5. 静态链接

定义：在 C++ 中，static 还可以用于控制链接性。静态链接意味着该变量或函数的链接性仅限于定义它的文件。

示例：

// file1.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

static void helper() { // 静态函数
    cout << "This is a static function." << endl;
}

void publicFunction() {
    helper(); // 可以调用静态函数
}

// file2.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

// extern void helper(); // 不能访问，因为 helper 是静态的

int main() {
    publicFunction(); // 可以调用 publicFunction，但无法调用 helper
    return 0;
}