c与c++之static.doc

c与c+ static函数的区别 c 与c+ static 函数的区别 static 关键字是 C, C+ 中都存在的关键字 , 它主要有三种使用方式 , 其中前两种只指在 C 语言中使用 , 第三种在 C+ 中使用 (C,C+ 中具体细微操作不尽相同 , 本文以 C+ 为准 ).(1) 局部静态变量 (2) 外部静态变量 / 函数 (3) 静态数据成员 / 成员函数 下面就这三种使用方式及注意事项分别说明 一、局部静态变量 在 C/C+ 中 , 局部变量按照存储形式可分为三种 auto, static, register ( 谭浩强 , 第 174-175 页 )与 auto 类型 ( 普通 ) 局部变量相比 , static 局部变量有三点不同 1. 存储空间分配不同 auto 类型分配在栈上 , 属于动态存储类别 , 占动态存储区空间 , 函数调用结束后自动释放 , 而 static 分配在静态存储区 , 在程序整个运行期间都不释放 . 两者之间的作用域相同 , 但生存期不同 .2. static 局部变量在所处模块在初次运行时进行初始化工作 , 且只操作一次 3. 对于局部静态变量 , 如果不赋初值 , 编译期会自动赋初值 0 或空字符 , 而 auto 类型的初值是不确定的 . ( 对于 C+ 中的 class 对象例外 , class 的对象实例如果不初始化 , 则会自动调用默认构造函数 , 不管是否是 static 类型 )特点 : static 局部变量的”记忆性”与生存期的”全局性” 所谓”记忆性”是指在两次函数调用时 , 在第二次调用进入时 , 能保持第一次调用退出时的值 . 示例程序一 #include using namespace std;void staticLocalVar()static int a = 0; / 运行期时初始化一次 , 下次再调用时 , 不进行初始化工作 couta=aendl;+a;int main()staticLocalVar(); / 第一次调用 , 输出 a=0staticLocalVar(); / 第二次调用 , 记忆了第一次退出时的值 , 输出 a=1return 0;应用 :利用”记忆性” , 记录函数调用的次数 ( 示例程序一 )利用生存期的”全局性” , 改善” return a pointer / reference to a local object ”的问题 . Local object 的问题在于退出函数 , 生存期即结束 ,. 利用 static 的作用 , 延长变量的生存期 .示例程序二 :/ IP address to string format/ Used in Ethernet Frame and IP Header analysisconst char * IpToStr(UINT32 IpAddr)static char strBuff16; / static 局部变量 , 用于返回地址有效 const unsigned char *pChIP = (const unsigned char *)&IpAddr;sprintf(strBuff, %u.%u.%u.%u, pChIP0, pChIP1, pChIP2, pChIP3);return strBuff;注意事项 :1. “记忆性” , 程序运行很重要的一点就是可重复性 , 而 static 变量的”记忆性”破坏了这种可重复性 , 造成不同时刻至运行的结果可能不同 .2. “生存期”全局性和唯一性 . 普通的 local 变量的存储空间分配在 stack 上 , 因此每次调用函数时 , 分配的空间都可能不一样 , 而 static 具有全局唯一性的特点 , 每次调用时 , 都指向同一块内存 , 这就造成一个很重要的问题 - 不可重入性 !这样在多线程程序设计或递归程序设计中 , 要特别注意这个问题 .( 不可重入性的例子可以参见 ( 影印版 ) 第 103-105 页 )下面针对示例程序二 , 分析在多线程情况下的不安全性 .( 为方便描述 , 标上行号 ) const char * IpToStr(UINT32 IpAddr) static char strBuff16; / static 局部变量 , 用于返回地址有效 const unsigned char *pChIP = (const unsigned char *)&IpAddr; sprintf(strBuff, %u.%u.%u.%u, pChIP0, pChIP1, pChIP2, pChIP3); return strBuff; 假 设现在有两个线程 A,B 运行期间都需要调用 IpToStr() 函数 , 将 32 位的 IP 地址转换成点分 10 进制的字符串形式 . 现 A 先获得执行机会 , 执行 IpToStr(), 传入的参数是 0x0B090A0A, 顺序执行完应该返回的指针存储区内容是 : ” 10.10.9 .11 ” , 现执行到时 , 失去执行权 , 调度到 B 线程执行 , B 线程传入的参数是 0xA8A8A8C0, 执行至 , 静态存储区的内容是 192.168.168.168. 当再调度到 A 执行时 , 从继续执行 , 由于 strBuff 的全局唯一性 , 内容已经被 B 线程冲掉 , 此时返回的将是 192.168.168.168 字符串 , 不再是 10.10.9.11 字符串 .二、外部静态变量函数 在 C 中 static 有了第二种含义：用来表示不能被其它文件访问的全局变量和函数。但为了限制全局变量 / 函数的作用域 , 函数或变量前加 static 使得函数成为静态函数。但此处“ static ”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件 ( 所以又称内部函数 ) 。注意此时 , 对于外部 ( 全局 ) 变量 , 不论是否有 static 限制 , 它的存储区域都是在静态存储区 , 生存期都是全局的 . 此时的 static 只是起作用域限制作用 , 限定作用域在本模块 ( 文件 ) 内部 .使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名。 示例程序三 :/file1.cppstatic int varA;int varB;extern void funA() static void fun() /file2.cppextern int varB; / 使用 file1.cpp 中定义的全局变量 extern int varA; / 错误 ! varA 是 static 类型 , 无法在其他文件中使用 extern void funA(); / 使用 file1.cpp 中定义的函数 extern void fun(); / 错误 ! 无法使用 file1.cpp 文件中 static 函数 三、静态数据成员成员函数 (C+ 特有 )C+ + 重用了这个关键字，并赋予它与前面不同的第三种含义：表示属于一个类而不是属于此类的任何特定对象的变量和函数 . 这是与普通成员函数的最大区别 , 也是其应用所在 , 比如在对某一个类的对象进行计数时 , 计数生成多少个类的实例 , 就可以用到静态数据成员 . 在这里面 , static 既不是限定作用域的 , 也不是扩展生存期的作用 , 而是指示变量 / 函数在此类中的唯一性 . 这也是”属于一个类而不是属于此类的任何特定对象的变量和函数”的含义 . 因为它是对整个类来说是唯一的 , 因此不可能属于某一个实例对象的 . ( 针对静态数据成员而言 , 成员函数不管是否是 static, 在内存中只有一个副本 , 普通成员函数调用时 , 需要传入 this 指针 , static 成员函数调用时 , 没有 this 指针 . )请看示例程序四 ( 影印版 ) 第 59 页 )class Enemy Target public:Enemy Target() +numTargets; Enemy Target(const Enemy Target&) +numTargets; Enemy Target() -numTargets; static size_t numberOfTargets() return numTargets; bool destroy(); / returns success of attempt to destroy Enemy Target objectprivate:static size_t numTargets; / object counter;/ class statics must be defined outside the class;/ initialization is to 0 by defaultsize_t EnemyTarget:numTargets;在这个例子中 , 静态数据成员 numTargets 就是用来计数产生的对象个数的 .另外 , 在设计类的多线程操作时 , 由于 POSIX 库下的线程函数 pthread_create() 要求是全局的 , 普通成员函数无法直接做为线程函数 , 可以考虑用 Static 成员函数做线程函数 . /其他网络来源/今天刚开始看深度探索C+对象模型，刚看到第一章，竟然发现自己对类静态成员和静态成员函数还不够了解。查看了C+ Primer后，有以下几点体会：（1）为什么需要类静态成员？有时候某个类的多个对象需要访问一个全局对象，在这种情况下“提供一个全局对象”比“每个类都维持一个独立的数据成员”要更为有效。而类静态成员与全局变量相比，又有两点好处：（a）不存在与程序中其他全局名字冲突的可能性；（b）可设置为private，实现信息隐藏。（2）类静态成员的特点对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝，而静态数据成员对每个类类型只有一个拷贝。由于静态数据成员分配在全局数据区，因此在程序开始运行时就必须存在，故静态数据成员的空间分配和初始化不可能在main函数或其他函数中完成（因而在局部类中也不允许出现静态数据成员）。这样一来，静态数据成员的空间分配和初始化只可能有以下三种途径：（a）类的头文件：这里有类的声明。但存在一个无法回避的问题：对于静态数据成员，在程序中也只能存在一个定义，而类的头文件可能被重复引用而出现重复定义；（b）main函数前的全局数据声明和定义处：这种方法也有问题，每一个使用该类的程序都必须在此处定义一下该类的静态成员，这是不现实的；（c）类定义的内部实现：这是最为理想的方式，引用时只需包含头文件即可。#include account.hdouble Account:_interestRate = 0.05（3）类静态成员的定义在对静态数据成员进行定义时有以下几点注意事项：（a）在类定义之外定义时，静态成员的名字必须被其类名限定修饰，前不可再添加static；（b）像int等有序类型的静态数据成员可在类定义中初始化，但仍需在类定义外进行定义，但此时已不能指定初始值；/ 头文件class Account/ .private:static const int nameSize = 16;static const char namenameSize;/ 文本文件const int Account:nameSize; / 必需的成员定义，此处不可再进行初始化const char