c/c++--静态变量和静态函数（static）

目录

1 c++静态函数和静态变量

1.1 C++静态成员函数：

1.1.1定义与基本语法

1.1.2 不依赖于实例

1.1.3 访问限制

1.1.4共享数据

1.1.5 作用域与命名

1.1.6 工厂函数和工厂方法（常用途）

​​​1.2 c++静态函数（)

1.3c++静态变量

2 c语言静态变量：

2.1 静态局部变量和静态全局变量：

2.2 静态函数

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1 c++静态函数和静态变量

1.1 C++静态成员函数：

1.1.1定义与基本语法

在C++中，使用 static 关键字定义静态成员函数。静态函数的定义如下：

class MyClass { public: static void myStaticFunction() { // 函数体 } };

1.1.2 不依赖于实例（成员函数变量）

静态函数和成员变量不需要类的实例就可以被调用。这意味着你可以在没有创建对象的情况下直接通过类名调用它。这在需要执行与具体对象无关的操作时非常有用。

MyClass::myStaticFunction(); // 直接通过类名调用

#include 
using namespace std;

class MyClass {
private:
    static int staticVar;  // 私有静态变量

public:
    // 公共静态函数，用于访问静态变量
    static int getStaticVar() {
        return staticVar;
    }

    // 公共静态函数，用于修改静态变量
    static void setStaticVar(int value) {
        staticVar = value;
    }
};

// 定义静态变量
int MyClass::staticVar = 10;

int main() {
    // 使用静态方法访问静态变量
    std::cout << MyClass::getStaticVar() << std::endl;

    // 修改静态变量
    MyClass::setStaticVar(20);
    std::cout << MyClass::getStaticVar() << std::endl;

    return 0;
}

1.1.3 访问限制

静态函数只能访问静态成员变量和其他静态成员函数，不能访问实例成员（非静态成员）。这是因为静态函数的上下文并不与任何具体实例关联。

class MyClass {
public:
    static int staticVar;
    int instanceVar;

    static void myStaticFunction() {
        staticVar = 10;      // 可以访问静态成员
        // instanceVar = 5;  // 错误，无法访问实例成员
    }
};

1.1.4共享数据

由于静态成员函数和静态成员变量属于类本身，而不是某个特定对象，所以它们可以在所有对象之间共享。这意味着所有对象共享同一个静态变量的值。

class MyClass {
public:
    static int count;

    MyClass() {
        count++;
    }

    static void printCount() {
        std::cout << "Count: " << count << std::endl;
    }
};

int MyClass::count = 0;  // 静态变量初始化

int main() {
    MyClass obj1;
    MyClass obj2;
    MyClass::printCount();  // 输出 Count: 2
}

1.1.5 作用域与命名

静态函数的作用域一般限于定义它的类，但可以通过类名进行访问。这使得它可以明确地标识出调用的是哪个类的静态函数，避免命名冲突。

1.1.6 工厂函数和工厂方法（常用途）

• 工厂函数：静态函数常用于实现不依赖于实例的工厂函数，比如数学计算等。
• 工厂函数：在 MathUtil 类中，静态函数 squareRoot 和 power 用于执行数学计算，无需创建类的实例。

工厂函数实例：

#include 
#include 

class MathUtil {
public:
    // 静态函数：计算平方根
    static double squareRoot(double number) {
        return std::sqrt(number); // 返回平方根
    }

    // 静态函数：计算幂
    static double power(double base, double exponent) {
        return std::pow(base, exponent); // 返回 base 的 exponent 次方
    }
};

int main() {
    double sqrtValue = MathUtil::squareRoot(16.0); // 计算 16 的平方根
    double powerValue = MathUtil::power(2.0, 3.0);  // 计算 2 的 3 次方

    std::cout << "Square root of 16: " << sqrtValue << std::endl; // 输出 4
    std::cout << "2 raised to the power of 3: " << powerValue << std::endl; // 输出 8

    return 0;
}

• 工厂方法：静态成员函数可以用作工厂方法，用于创建类的实例并返回。
• 工厂方法：在 Circle 类中，静态成员函数 createCircle 用于创建 Circle 实例，构造函数被私有化以防止直接实例化，确保通过工厂方法来控制实例的创建。

工厂方法实例：

#include 

class Circle {
private:
    double radius;

    // 构造函数私有化，防止外部直接创建实例
    Circle(double r) : radius(r) {}

public:
    // 静态工厂方法：创建 Circle 实例
    static Circle createCircle(double r) {
        return Circle(r); // 返回 Circle 实例
    }

    double area() const {
        return 3.14159 * radius * radius; // 计算圆的面积
    }
};

int main() {
    // 使用工厂方法创建 Circle 实例
    Circle circle = Circle::createCircle(5.0); // 创建半径为5的圆
    std::cout << "Area of the circle: " << circle.area() << std::endl; // 输出圆的面积

    return 0;
}

​​​1.2 c++静态函数（)

1.3c++静态变量

1. 静态成员变量：

   • C++中可以在类中定义静态成员变量，这些变量属于类而不是某个实例。

   • 所有实例共享同一个静态成员变量。

2. 静态局部变量：

   • 和C语言中的静态局部变量类似，静态局部变量在函数中定义后，只会初始化一次，并在函数调用结束后保留其值。

#include 

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

    MyClass() {
        count++;
    }

    static void printCount() {
        std::cout << "Count: " << count << std::endl;
    }
};

int MyClass::count = 0; // 静态变量初始化

int main() {
    MyClass obj1;
    MyClass obj2;
    MyClass::printCount(); // 输出 Count: 2
    return 0;
}

2 c语言静态变量：

2.1 静态局部变量和静态全局变量：

C 语言中，使用 static 修饰一个全局变量会将其作用域限制在定义它的文件内。也就是说，其他文件无法访问这个变量，

如果使用 static 修饰一个局部变量，主要有以下几个作用：

1. 静态存储期：局部变量会在程序开始时分配内存，并在整个程序运行期间保持该内存的有效性，而不是在每次进入该函数时分配和释放。这意味着该变量的生命周期延续至程序结束。

2. 保持值：每次调用该函数时，静态局部变量不会被重新初始化，而是保持上一次函数调用结束时的值。这使得它可以用于在多次函数调用之间保留状态。

3. 作用域：静态局部变量的作用域仍然局限于定义它的函数内，外部无法直接访问。

#include 

void counter() {
    static int count = 0; // 静态局部变量
    count++;
    printf("Count: %d\n", count);
}

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

在这个例子中，count 是一个静态局部变量，它在每次调用 counter() 时保持其值。

2.2 静态函数

限制作用域：静态函数的作用域仅限于定义它的源文件。这意味着其他文件无法调用这个函数，有助于避免命名冲突。