C++中static关键字详解：不同情况下的使用方式

在 C++ 里，static 关键字用途广泛，在不同场景下使用会有不同的含义和效果。下面详细介绍 static 修饰局部变量、全局变量、类中成员变量和类中成员函数的区别以及注意事项。

修饰局部变量

详细介绍

当 static 用于修饰局部变量时，该变量会被存储在静态存储区，而非栈上。这意味着该变量只会被初始化一次，在函数调用结束后，其值不会被销毁，下次调用函数时，会保留上一次调用结束时的值。

使用示例

#include 
void func() {
    static int count = 0;
    std::cout << "Count: " << count << std::endl;
    count++;
}
int main() {
    func(); 
    func(); 
    func(); 
    return 0;
}

在上述代码中，count 是 func 函数里的静态局部变量。首次调用 func 函数时，count 被初始化为 0 并输出，接着 count 自增为 1。再次调用 func 函数时，count 不会重新初始化，而是保留上一次的值 1，输出 1 后再自增为 2，依此类推。

注意事项

• 初始化时机：静态局部变量的初始化发生在程序第一次执行到该变量的声明处，之后不会再进行初始化。
• 生命周期：静态局部变量的生命周期是整个程序的运行期间，但它的作用域仍局限于定义它的函数内部。

修饰全局变量

详细介绍

static 修饰全局变量时，会改变该变量的链接属性，使其变为内部链接。这表明该变量只能在定义它的文件内被访问，其他文件无法通过 extern 关键字来引用它。

使用示例

// file1.cpp
#include 
static int globalStaticVar = 10;
void printGlobalStaticVar() {
    std::cout << "Global static variable: " << globalStaticVar << std::endl;
}
// file2.cpp
// 无法访问 file1.cpp 中的 globalStaticVar
int main() {
    printGlobalStaticVar(); 
    return 0;
}

在这个例子中，globalStaticVar 是 file1.cpp 里的静态全局变量，只能在 file1.cpp 文件内被访问，file2.cpp 无法访问它。

注意事项

• 链接属性：静态全局变量的内部链接属性可以避免命名冲突，因为不同文件中的静态全局变量即使名称相同，也不会相互影响。
• 作用域：静态全局变量的作用域是定义它的文件，在该文件内的任何函数都可以访问它。

修饰类中成员变量

详细介绍

当 static 用于修饰类的成员变量时，该成员变量会被所有类的对象共享，而不是每个对象都有一份副本。静态成员变量存储在静态存储区，并且必须在类外进行初始化。

使用示例

#include 
class MyClass {
public:
    static int staticMemberVar;
};
// 在类外初始化静态成员变量
int MyClass::staticMemberVar = 20;
int main() {
    MyClass obj1, obj2;
    std::cout << "Static member variable of obj1: " << obj1.staticMemberVar << std::endl;
    std::cout << "Static member variable of obj2: " << obj2.staticMemberVar << std::endl;
    obj1.staticMemberVar = 30;
    std::cout << "Static member variable of obj2 after modification: " << obj2.staticMemberVar << std::endl;
    return 0;
}

在上述代码中，staticMemberVar 是 MyClass 类的静态成员变量，obj1 和 obj2 共享这一个变量。修改 obj1 的 staticMemberVar 值，obj2 的 staticMemberVar 值也会随之改变。

注意事项

• 初始化：静态成员变量必须在类外进行初始化，且初始化时不需要再使用 static 关键字。
• 访问方式：可以通过类名加作用域解析运算符 :: 来访问静态成员变量，也可以通过对象来访问，但推荐使用类名访问，以明确表示这是一个静态成员。

修饰类中成员函数

详细介绍

static 修饰类的成员函数时，该函数同样属于类，而不是某个具体的对象。静态成员函数没有 this 指针，因此不能访问非静态成员变量和非静态成员函数，但可以访问静态成员变量和静态成员函数。

使用示例

#include 
class MyClass {
public:
    static int staticMemberVar;
    static void staticMemberFunc() {
        std::cout << "Static member variable: " << staticMemberVar << std::endl;
    }
};
// 在类外初始化静态成员变量
int MyClass::staticMemberVar = 40;
int main() {
    MyClass::staticMemberFunc(); 
    return 0;
}

在这个例子中，staticMemberFunc 是 MyClass 类的静态成员函数，通过类名直接调用该函数，它可以访问静态成员变量 staticMemberVar。

注意事项

• this 指针：静态成员函数没有 this 指针，所以不能访问非静态成员。
• 调用方式：可以通过类名加作用域解析运算符 :: 来调用静态成员函数，也可以通过对象来调用，但推荐使用类名调用，以明确表示这是一个静态成员函数。

综上所述，static 关键字在不同场景下的使用有着不同的效果和用途，理解这些区别并注意相应的事项，有助于正确使用 static 关键字来实现所需的功能。