详解c++中的 static 关键字及作用

在C++编程语言中，static关键字是一个非常重要的概念，它在类的定义中扮演着独特的角色。static关键字在C++中主要有两个作用：其一是用于类的静态成员变量，其二是用于类的静态成员函数。这两个作用对于面向对象编程中的数据封装和隐藏原则的实施具有重要意义。 让我们来详细了解静态成员变量的作用和特性。静态成员变量的特点在于它不属于任何一个对象，而是属于整个类。当一个类被定义了静态成员变量后，不论创建了多少个该类的对象，所有这些对象都共享这一个静态成员变量。静态成员变量通常用于实现类级别数据的共享，比如计数器或者与对象无关的数据记录等。静态成员变量存储在程序的数据段中，而不是栈或堆空间，并且它的生命周期贯穿整个程序运行期，这意味着静态成员变量在程序启动时分配内存，在程序结束时释放内存。 静态成员变量在类内的声明和类外的初始化是分开的。在类内声明静态成员变量时，仅需要使用static关键字修饰，并指定类型，而在类外定义并初始化静态成员变量时，需要使用类名和作用域解析运算符（::）来指定，如“int ClassName::staticMemberVar = value;”。值得注意的是，由于静态成员变量并不依赖于任何对象存在，因此它们不能在构造函数中被初始化，也不能通过对象来访问，而是通过类名来访问，例如“ClassName::staticMemberVar”。 此外，静态成员变量还有一些使用上的限制，比如它们不能是类的内联成员函数的默认参数，也不能使用const修饰符（因为const通常用于修饰对象，而静态成员变量不属于任何对象）。 接下来，我们看看静态成员函数的作用和特性。静态成员函数与静态成员变量一样，都是类级别的成员，不属于任何一个具体对象。它们的作用是提供一个不需要创建类的实例就可以调用的函数。静态成员函数有一个显著的特性，那就是它们只能访问类的静态成员变量和静态成员函数，不能访问非静态成员变量或成员函数。这是因为静态成员函数没有this指针，而this指针是指向对象的指针，静态成员函数没有具体对象，也就不存在this指针。 静态成员函数通常用作工具函数，例如为类提供一个不需要对象就可以调用的接口，或者为类提供一个独立于具体对象的功能实现。与静态成员变量一样，静态成员函数也可以通过类名直接调用，如“ClassName::staticMemberFunction()”。 在使用静态成员函数时，还需要注意一些特殊情况。比如，在const成员函数中可以修改静态成员变量的值，因为const修饰的是this指针，它使得this指针所指向的对象成为const，但静态成员变量并不属于任何对象，所以它们可以被修改。 总结一下static关键字在C++中的两个主要作用： 1. 定义静态成员变量： - 由整个类所有，不属于任何单个对象。 - 存储在全局数据区，不计入对象的内存大小。 - 生命周期贯穿程序运行期，所有对象共享。 - 必须在类外部定义和初始化，访问时使用类名和作用域解析运算符。 - 可以作为默认函数参数，节省内存，实现数据共享。 2. 定义静态成员函数： - 由整个类所有，不属于任何单个对象。 - 只能访问静态成员变量和静态成员函数。 - 无this指针，不能访问非静态成员变量或成员函数。 - 在const成员函数中可以修改静态成员变量。 通过对C++中static关键字的深入理解，我们可以在编程中更加高效和安全地管理数据和函数，使得代码更加模块化和复用性更强。