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【C++八股】static关键字

article 2025/2/10 4:56:49

static 用于修改变量、函数、类成员的存储方式和作用域。面试中常考 static 的作用、使用场景、与普通变量的区别。

1. `static` 修饰局部变量

作用：局部变量的生命周期变为整个程序运行期间，但作用域仍然在当前函数内。

#include <iostream>
void func() {
    static int count = 0;  // 只初始化一次
    count++;  
    std::cout << count << std::endl;
}

int main() {
    func();  // 输出 1
    func();  // 输出 2
    func();  // 输出 3
}

✅ 特点：

只初始化一次（即使多次调用 func()）。
不会被销毁，程序结束时才释放。

✅ 应用场景：计数器、状态保持等。

2. `static` 修饰全局变量

✅ 作用：限制全局变量的作用域，使其只能在当前文件内访问。

1）普通全局变量（作用域跨文件）

// a.cpp
int globalVar = 10;  // 可以在其他文件访问

// b.cpp
extern int globalVar;  // 其他文件可访问

（2）static 修饰全局变量（作用域仅限当前文件）

// a.cpp
static int globalVar = 10;  // 仅限 a.cpp 使用，b.cpp 无法访问

// b.cpp
extern int globalVar;  // ❌ 编译错误，找不到 globalVar

✅ 总结：

普通全局变量：作用域跨文件，可以用 extern 引用。
static 全局变量：只在当前文件可见，防止命名冲突。

✅ 应用场景：防止变量污染，避免多个文件中的变量重名。

3. `static` 修饰函数

✅ 作用：限制函数的作用域，使其只能在当前文件内访问。

（1）普通函数（可跨文件调用）

// a.cpp
void func() { 
    std::cout << "Hello" << std::endl; 
}

// b.cpp
extern void func();  // ✅ 可以跨文件调用

（2）static 修饰函数（作用域仅限当前文件）

// a.cpp
static void func() {  // 仅限 a.cpp 使用
    std::cout << "Hello" << std::endl;
}

// b.cpp
extern void func();  // ❌ 编译错误，无法访问

✅ 总结：

普通函数：可以跨文件调用。
static 函数：仅限当前文件使用，防止函数名冲突。

✅ 应用场景：隐藏内部实现，避免污染全局命名空间。

4. `static` 修饰类成员

（1）`static` 修饰类成员变量

✅ 作用：

所有对象共享，属于类而不是对象。
只能在类外初始化。

#include <iostream>
class A {
public:
    static int count;  // 声明静态成员变量
};

int A::count = 0;  // ✅ 类外初始化

int main() {
    A obj1, obj2;
    obj1.count = 5;
    std::cout << obj2.count << std::endl;  // 输出 5（共享同一份数据）
}

✅ 特点：

所有对象共享一份数据。
类外初始化（不能在类内直接赋值）。

2）`static` 修饰类成员函数

✅ 作用：

不依赖对象，可以直接通过类名访问。

不能访问非 static 成员变量。

#include <iostream>
class A {
public:
    static void show() {  // 静态成员函数
        std::cout << "Static function" << std::endl;
    }
};

int main() {
    A::show();  // ✅ 直接通过类名访问
}

✅ 特点：

不依赖对象，可以直接用 类名::方法() 调用。
不能访问普通成员变量，因为静态函数没有 this 指针。

✅ 应用场景：

计数器（统计对象个数）。
单例模式（保证全局唯一对象）。

6. 总结

🔥 面试官常问的 static 关键问题：

static 修饰局部变量和普通局部变量的区别？
- 普通局部变量每次调用都会重新创建，static 变量只初始化一次，整个程序生命周期都存在。
static 修饰全局变量的作用？
- 限制作用域到当前文件，防止与其他文件的全局变量重名冲突。
static 修饰函数的作用？
- 限制作用域到当前文件，防止跨文件调用。
static 修饰类成员的作用？
- 所有对象共享一个变量，不依赖对象可以直接访问。