c++ static(详解）
在C++中，static关键字用于定义具有静态存储持续时间的变量或方法。它在不同上下文中有不同的含义，通常与变量的存储方式和作用域相关。static的主要作用是控制变量或函数的可见性和生命周期。
可以通过一个生活中的场景来形象化static的作用：
场景：
假设你是一位图书馆管理员，负责管理图书馆中每个人的借书记录。每次有新成员登记时，你都为他们创建一个新的借书账户，并记录他们借的书。但图书馆有一个总借书数的统计，也就是说，不管有多少个会员借书，所有人的借书数量都会加在一起，形成一个全馆的总借书数。
静态变量的作用：
- 借书账户的个人记录：每个会员都有自己借书的记录（类似于类的普通成员变量），每个人只能看到自己借了几本书。
- 图书馆的总借书数：图书馆有一个总借书数的统计，这个数字对所有会员来说是共享的（类似于
static成员变量），每个会员借了一本书后，这个总数都会增加。
对应到C++代码：
#include <iostream>
using namespace std;
class LibraryMember{
public:
int personalBorrowedBooks = 0; //个人借书记录
static int totalBorrowedBooks; //总借书数（所有人共享）
void borrowBook(){
personalBorrowedBooks++; //总借书数增加
totalBorrowedBooks++; //总借书数增加
}
void showBorrowInfo(){
cout <<"You have borrowed " << personalBorrowedBooks << " books." << endl;
cout <<"The liberary has loand out " << totalBorrowedBooks << " book in total." << endl;
}
};
//初始化静态成员变量
int LibraryMember::totalBorrowedBooks = 0;
int main(){
LibraryMember member1;
LibraryMember member2;
member1.borrowBook(); // member1借了1本书
member2.borrowBook(); // member2借了1本书
member1.borrowBook(); // member1又借了1本书
cout << "memeber1 Info " << endl;
member1.showBorrowInfo() ; // 显示member1的信息
cout << "memeber2 Info " << endl;
member2.showBorrowInfo(); // 显示member2的信息
return 0;
}输出结果：
memeber1 Info
You have borrowed 2 books.
The liberary has loand out 3 book in total.
memeber2 Info
You have borrowed 1 books.
The liberary has loand out 3 book in total.分析：
- 个人借书记录（非静态成员变量）：每个
LibraryMember对象有自己独立的借书记录。member1借了2本书，而member2借了1本书，他们各自的记录是独立的。 - 总借书数（静态成员变量）：所有成员共享一个总借书数，不管是哪个成员借了书，这个总借书数都会增加。
静态的现实意义：
static 就像图书馆的总借书统计，它不会因为某个会员的加入或离开而被重新设置或注销，始终保持一个全局的、共享的状态。这类似于生活中我们对一些全局、共享数据的统计与追踪，所有人都可以贡献，但数据是统一维护的。
1. 静态成员变量
静态成员变量（类的静态变量）属于整个类，而不是某个具体的对象。它们在所有对象中共享，也就是说，不管创建了多少个类对象，静态成员变量在内存中只有一份，且对所有对象都是共用的。
- 作用：用于存储类的全局状态，所有对象共享该状态。
class MyClass {
public:
static int staticVar;
MyClass() { staticVar++; } // 每次创建对象时都会递增
};
int MyClass::staticVar = 0; // 静态变量需要在类外初始化
int main() {
MyClass obj1;
MyClass obj2;
cout << MyClass::staticVar; // 输出 2
}
2. 静态成员函数
静态成员函数和静态成员变量类似，它们属于整个类，而不是某个对象。静态成员函数只能访问静态成员变量，不能访问非静态成员变量，因为非静态成员变量依赖于具体的对象实例。
- 作用：用于不依赖对象的功能实现，比如操作静态成员变量。
class MyClass {
public:
static int staticVar;
static void printStaticVar() {
cout << staticVar << endl; // 可以访问静态变量
}
};
int MyClass::staticVar = 0;
int main() {
MyClass::printStaticVar(); // 直接通过类名调用静态函数
}
3. 静态局部变量
在函数内部，static 局部变量的生命周期贯穿整个程序的执行，而不仅仅是在函数调用期间。它在函数第一次被调用时初始化，并在程序的整个生命周期内保持其值。
- 作用：用于需要在函数多次调用时保持其状态的场景。
void countCalls() {
static int count = 0; // 只初始化一次
count++;
cout << "This function has been called " << count << " times" << endl;
}
int main() {
countCalls(); // 输出 1
countCalls(); // 输出 2
countCalls(); // 输出 3
}
4. 静态全局变量
static 修饰的全局变量（在函数或类外定义）只能在定义它的文件中访问，无法被其他文件访问。这是一种用于控制链接的方式，通常用于实现模块间的数据隔离，防止名称冲突。
- 作用：用于在一个源文件中定义只对该文件可见的变量。
static int fileVar = 0; // 只能在当前文件中使用
5. 静态函数（文件作用域）
类似于静态全局变量，static 修饰的函数只能在定义它的文件中使用。这在大型项目中非常有用，因为它可以防止不同文件中的函数名冲突。
- 作用：用于限制函数的可见性，使其仅在定义的文件中可用。
static void helperFunction() {
// 只能在当前文件中调用
}
6. 使用场景总结
- 共享类成员：静态成员变量和静态成员函数在类的不同实例之间共享数据。
- 维护函数状态：静态局部变量用于在函数调用之间保持状态。
- 文件级作用域：静态全局变量和静态函数用于实现文件内的变量和函数封装，避免命名冲突。
- 效率提升：静态成员函数可以在不创建对象的情况下直接调用，减少对象的开销。
static 在C++中用于控制变量或函数的生命周期和作用域，在代码优化、模块化设计等方面发挥着重要作用。