static学习
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由于前段时间比较忙,今天就补一补,聊一聊static。
什么是static
- static 是 C++ 常用的修饰符,它被用来控制变量的存储方式和可见性。
引入 static 的原因
- 函数内部定义的变量,在程序执行到它的定义处时,编译器为它在栈上分配空间,大家知道,函数在栈上分配的空
间在此函数执行结束时就会释放掉,这样就产生了一个问题:如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时,如何
实现?最容易想到的方法是定义一个全局的变量,但是定义一个全局变量有许多的缺点,最明显的缺点是破坏了此变
量的访问范围(使在函数中定义的变量,不仅仅受制于此函数的控制)。
- 函数内部定义的变量,在程序执行到它的定义处时,编译器为它在栈上分配空间,大家知道,函数在栈上分配的空
什么时候使用static
- 需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部,对
外不可见。
- 需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部,对
static 的内部的机制
静态成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用,所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。
它的空间分配有三个可能的地方:
- 作为类的外部接口的头文件,那里有类的声明。
- 类定义的内部实现,那里有类的成员函数定义。
- 应用程序的main()函数前的全局数据声明和定义处。
静态数据成员要实际地分配空间,故不能在类的声明中定义(只能声明数据成员)。类声明只声明一个类的“尺寸和
规格”,并不进行实际的内存分配,所以在类声明中写成定义是错误的。它也不能在头文件中类声明的外部定义,因为
那会造成在多个使用该类的源文件中,对其重复定义。static 的优势
- 可以节省内存,因为它是所有对象所公有的,因此,对多个对象来说,静态数据成员只存储一处,供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样,但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次,保证所有对象存取更新后的相同的值,这样可以提高时间效率。
引用数据成员时,采用如下的格式:
- <类名>::<静态成员名>
- 如果静态成员数据的访问权限允许的话(即public),可用上述方法。
注意事项
- 类的静态成员函数属于整个类而非类的对象,所以他没有this指针,这就到导致了它仅能访问类的静态数据和静态成员函数。
- 不能将静态成员函数定义为虚函数。
- 由于静态成员函数没有this指针,所以就差不多等同于nonmember函数,结果就产生了一个意想不到的好处:成为一个callback函数,使得我们得以将C++和C-based X Window系统结合,同时也成功的应用于线程函数身上。
- static并没有增加程序的时空开销,相反她还缩短了子类对父类静态成员的访问时间,节省了子类的内存空间。
- 静态数据成员在<定义或说明>时前面加关键字static。
- 静态数据成员是静态存储的,所以必须对它进行初始化。
- 静态成员初始化与一般数据成员初始化不同:
- 初始化在类体外进行,而前面不加static,以免与一般静态变量或对象相混淆;
- 初始化时不加该成员的访问权限控制符private,public等;
- 初始化时使用作用域运算符来标明它所属类;
格式为:<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>
为了防止父类的影响,可以在子类定义一个与父类相同的静态变量,以屏蔽父类的影响。
静态数据成员
静态成员的使用方法和注意事项如下:
- 静态数据成员在定义或说明时前面加关键字static。
- 静态成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式如下:
<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>
静态数据成员是静态存储的,它是静态生存期,必须对它进行初始化。
- 引用静态数据成员时,采用如下格式:
<类名>::<静态成员名>
静态成员函数
静态成员函数和静态数据成员一样,它们都属于类的静态成员,它们都不是对象成员。因此,对静态成员的引用不需要用对象名。
在静态成员函数的实现中不能直接引用类中说明的非静态成员,可以引用类中说明的静态成员。如果静态成员函数中要引用非静态成员时,可通过对象来引用。
例子说明
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编译:
Linking…
test.obj : error LNK2001: unresolved external symbol “private: static int Point::y”
test.obj : error LNK2001: unresolved external symbol “private: static int Point::x”
Debug/Test.exe : fatal error LNK1120: 2 unresolved externals
执行link.exe出错。
可以看到编译没有错误,链接错误。原因就是因为静态成员变量没有进行初始化。
C++会区分两种类型的成员函数:静态成员函数和非静态成员函数。这两者之间的一个重大区别是,静态成员函数不接受隐含的this自变量。所以,它就无法访问自己类的非静态成员。
静态的成员函数访问非静态成员数据的方法:
- 声明类的所有数据成员都是静态的,但是这种解决方法不适用于需要使用非静态数据成员的类。
- 将参照传递给需要考量的对象能够让静态的成员函数访问到对象的非静态数据:
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静态成员函数func()会使用参照obj来访问非静态成员val。
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将一个参照或者指针作为静态成员函数的自变量传递,就是在模仿自动传递非静态成员函数里this自变量这一行为
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100days—-第十三天—-013