[C++]static

在C++中，static变量有不同的用途和作用，取决于它在程序中的声明位置。它可以用于局部变量、类成员变量和全局变量。

1. 局部static变量

局部static变量是在函数或代码块中声明的static变量。它与普通局部变量的主要区别是：

• 生命周期：局部static变量的生命周期从第一次执行到该声明开始，直到程序结束。即使函数多次被调用，它的值也会在不同的调用之间保持不变。
• 作用域：它的作用域仅限于函数或代码块，不能被函数外部直接访问。

示例：

void example() {
    static int count = 0;  // 只在第一次调用时初始化
    count++;
    std::cout << "Count: " << count << std::endl;
}

int main() {
    example();  // 输出：1
    example();  // 输出：2
    return 0;
}

2. 类的static成员变量

类中的static成员变量是属于整个类的，而不是属于某个对象的。它在所有类的实例间共享，同一个类的所有对象都可以访问这个变量，并且它的值对所有对象都是相同的。

• 生命周期：静态成员变量的生命周期从程序开始，到程序结束。
• 访问方式：可以通过类名或类的对象来访问，但推荐使用类名来访问。
• 初始化：静态成员变量必须在类定义体外进行初始化，不能在类内部直接赋值。

示例：

class MyClass {
public:
    static int staticVar;
};

int MyClass::staticVar = 0;  // 在类定义外初始化

int main() {
    MyClass::staticVar = 10;  // 通过类名访问
    MyClass obj1, obj2;
    std::cout << obj1.staticVar << std::endl;  // 输出：10
    obj2.staticVar = 20;
    std::cout << obj1.staticVar << std::endl;  // 输出：20 (共享变量)
    return 0;
}

3. 全局static变量或函数

如果在函数外部声明static变量或函数，它的作用域将被限制在定义它的文件中，也就是说，它只能在该文件中访问，不能被其他文件链接或访问。通常，这种用法用于隐藏模块的全局变量，使得它们不会污染其他文件的命名空间。

示例：

// 在file1.cpp中
static int globalStaticVar = 100;

void function() {
    std::cout << globalStaticVar << std::endl;
}

// 在file2.cpp中
extern void function();

int main() {
    function();  // 输出：100
    // 不能直接访问globalStaticVar，因为它是file1.cpp的静态变量
    return 0;
}

4. 类static成员函数

如果在类中声明一个static成员函数，那么该函数可以在没有对象实例的情况下被调用。static成员函数只能访问类的static成员变量或其他static成员函数，不能访问非静态成员。

示例：

class MyClass {
public:
    static int staticVar;

    static void staticFunction() {
        std::cout << "Static variable: " << staticVar << std::endl;
    }
};

int MyClass::staticVar = 42;

int main() {
    MyClass::staticFunction();  // 可以在没有对象的情况下调用
    return 0;
}

总结

• 局部static变量：初始化一次，生命周期贯穿整个程序，作用域限于函数内。
• 类的static成员变量：在类的所有对象之间共享，必须在类外进行初始化。
• 全局static变量：作用域限制在定义它的文件中，不会被其他文件访问。
• 类的static成员函数：无需创建对象即可调用，只能访问static成员。

这些特性使得static关键字在C++中广泛用于控制变量和函数的生命周期、作用域和访问权限。