C++ static静态变量详解

在 C++ 语言中，static 关键字用于创建静态变量。与普通的局部变量和全局变量相比，静态变量有一些独特的特性和应用场景。

静态变量分两种，一种是函数内的静态变量，一种是全局的静态变量，其特点是变量定义时带有 static 关键字。例如：

static int gVar; // 在函数外，定义全局的静态变量

void myFunction() {
    static int iVar; // 在函数内，定义局部的静态变量
}

局部静态变量

函数内的静态变量也称为局部静态变量，其作用域只限于函数内部，别的函数不能访问。

局部静态变量存储在全局数据区，只允许初始化一次，但它的生命周期和全局变量一样，自它们被定义时就一直存在，直到程序结束时才会被销毁。

举个简单的例子：

#include <iostream>

void counter() {
    static int count = 0;  // 静态局部变量
    count++;
    std::cout << "Count: " << count << std::endl;
}

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

执行结果为：

Count: 1
Count: 2
Count: 3

在这个例子中，count 是一个静态局部变量，它只能初始化一次，所以即便调用 counter() 函数多次，代码static int count=0;只执行一次，即 count 的值不会被重复地初始化为 0。从运行结果可以看出，count 的值在连续的函数调用之间是累积的。

全局静态变量

如果在全局作用范围内使用 static 关键字定义变量，则该变量成为全局静态变量。

静态全局变量的特点是：变量的作用域仅限于定义它的源文件中，而不是整个项目中的所有源文件。

举个简单的例子：

// main.cpp
#include <iostream>

int globalVar = 10; // 全局变量
static int globalStaticVar = 100;  // 静态全局变量

int main() {
    //...
    return 0;
}

示例程序位于 main.cpp 源文件中，globalVar 是普通的全局变量，globalStaticVar 是静态全局变量。

假设项目中还有一个名为 file.cpp 的源文件：

• 对于 globalVar 变量，通过在 file.cpp 注明extern int globalVar;，我们就可以在 file.cpp 文件中使用 main.cpp 中的这个 globalVar 变量；
• 对于 globalStaticVar，由于它是静态全局变量，它的作用域仅限于 main.cpp 文件，因此不允许在 file.cpp 文件中使用。

总结

在 C++ 中，和其它类型的变量相比，静态变量具有以下这些特性：

• 生命周期：静态变量从它们被初始化开始一直存在，直到程序结束时才被销毁。
• 访问范围：静态变量的作用范围仅限于它们被定义的函数、代码块或文件中。
• 内存位置：存储在全局数据区。
• 初始化：静态变量只初始化一次。

静态变量在 C++ 编程中具有多种用途，包括维护函数或方法调用之间的状态、限制变量的作用范围以提高封装性，以及在类级别共享数据。正确使用静态变量，能编写出更高效、可维护的代码。