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【C++ 基础进阶】 Static

const 用法

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1550 字
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Static 用法

本博客参照:CPlusPlusThings
加上了一些自己的理解

当与不同类型一起使用时,static关键字具有不同的含义。我们可以使用static关键字:
静态变量: 函数中的变量,类中的变量
静态类的成员: 类对象和类中的函数

现在让我们详细看一下静态的这些用法


静态变量

函数中的静态变量

当变量声明为static时,空间将在程序的生命周期内分配。即使多次调用该函数,静态变量的空间也只分配一次,前一次调用中的变量值通过下一次函数调用传递。这对于在C / C ++或需要存储先前函数状态的任何其他应用程序非常有用。

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#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

void demo()
{
    // static variable
    static int count = 0;
    cout << count << " ";

    // value is updated and
    // will be carried to next
    // function calls
    count++;
}

int main()
{
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        demo();
    return 0;
}

输出:

1
0 1 2 3 4 

可以在上面的程序中看到变量count被声明为static。因此,它的值通过函数调用来传递。每次调用函数时,都不会对变量计数进行初始化。


类中的静态变量

初始化

由于声明为static的变量只被初始化一次,因为它们在单独的静态存储中分配了空间,因此类中的静态变量由对象共享。对于不同的对象,不能有相同静态变量的多个副本。也是因为这个原因,静态变量不能使用构造函数初始化。

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// variables inside a class

#include <iostream>
using namespace std;

class Apple
{
  public:
    static int i;

    Apple(){
        // Do nothing
    };
};

int Apple::i = 0; // 要在类外初始化

int main()
{
    Apple obj1;
    Apple obj2;
    obj1.i = 2;
    obj2.i = 3;

    // prints value of i
    cout << obj1.i << " " << obj2.i;
}

输出:

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3 3

静态对象

就像变量一样,对象也在声明为static时具有范围,直到程序的生命周期。

对象是非静态的:

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#include <iostream>
using namespace std;

class Apple
{
    int i;

  public:
    Apple()
    {
        i = 0;
        cout << "Inside Constructor\n";
    }
    ~Apple()
    {
        cout << "Inside Destructor\n";
    }
};

int main()
{
    int x = 0;
    if (x == 0)
    {
        Apple obj;
    }
    cout << "End of main\n";
}

输出:

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Inside Constructor
Inside Destructor
End of main

在上面的程序中,对象在if块内声明为非静态。因此,变量的范围仅在if块内。因此,当创建对象时,将调用构造函数,并且在if块的控制权越过析构函数的同时调用,因为对象的范围仅在声明它的if块内。 如果我们将对象声明为静态,现在让我们看看输出的变化。

对象是静态的:

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#include <iostream>
using namespace std;

class Apple
{
    int i;

  public:
    Apple()
    {
        i = 0;
        cout << "Inside Constructor\n";
    }
    ~Apple()
    {
        cout << "Inside Destructor\n";
    }
};

int main()
{
    int x = 0;
    if (x == 0)
    {
        static Apple obj;
    }
    cout << "End of main\n";
}

输出:

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Inside Constructor
End of main
Inside Destructor

可以清楚地看到输出的变化。现在,在main结束后调用析构函数。这是因为静态对象的范围是贯穿程序的生命周期。

静态函数

就像类中的静态数据成员或静态变量一样,静态成员函数也不依赖于类的对象。允许使用对象和 . 来调用静态成员函数。但建议使用类名和范围解析运算符调用静态成员。

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#include <iostream>
using namespace std;

class Apple
{
  public:
    void A()
    {
        _static = 1;
        non_static = 1;
        B();
        cout << "A" << endl;
    }
    
    static void B()
    {
        _static = 1;
        non_static = 1; // error
        A(); // error
        cout << "B" << endl;
    }

  private:
    int non_static;
    static int _static;
};

// main function
int main()
{
    Apple a;
    a.A();
    
    Apple :: B();
}

静态成员函数仅能访问静态数据成员或其他静态成员函数,它们无法访问类的非静态数据成员或成员函数。

限定访问范围

static还有限定访问范围的作用(类似于匿名名字空间)

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// source1.cpp
extern void sayHello();
const char *msg = "Hello World!\n";
int main()
{
    sayHello();
    return 0;
}

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// source2.cpp
#include <cstdio>
extern char *msg;
void sayHello()
{
    printf("%s", msg);
}

编译指令:

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g++ -c source1.cpp -o source1.o
g++ -c source2.cpp -o source2.o
g++ source1.o source2.o -o hello_program

g++对于上面两个代码文件是可以正常编译并且打印Hello World!,但如果给source1.cpp中的msg加上static,则会导致undefined reference to ‘msg’的编译错误:

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// source1.cpp
extern void sayHello();
static const char* msg = "Hello World!\n";
int main()
{
    sayHello();
    return 0;
}

static关键字将变量的作用域限制在其定义的编译单元内部。这样,msg变量只能在source1.cpp中使用,对其他文件不可见。

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