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c/c++--静态变量和静态函数（static）

news 2025/6/25 5:43:06

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

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

静态函数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

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）

工具函数：静态函数常用于实现不依赖于实例的工具函数，比如数学计算等。
工具函数：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。

工具函数实例：

#include <iostream>
#include <cmath>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 4std::cout << "2 raised to the power of 3: " << powerValue << std::endl; // 输出 8return 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 <iostream>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

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。
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 <iostream>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: 2return 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：

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。
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。
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 <stdio.h>void counter() {static int count = 0; // 静态局部变量count++;printf("Count: %d\n", count);
}int main() {counter(); // 输出: Count: 1counter(); // 输出: Count: 2counter(); // 输出: Count: 3return 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。