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static用法小结（转）

static关键字是C,   C++中都存在的关键字,   它主要有三种使用方式,   其中前两种只指在C语言中使用,   第三种在C++中使用(C,C++中具体细微操作不尽相同,   本文以C++为准). 
(1)局部静态变量 
(2)外部静态变量/函数 
(3)静态数据成员/成员函数 
下面就这三种使用方式及注意事项分别说明 

一、局部静态变量 
在C/C++中,   局部变量按照存储形式可分为三种auto,   static,   register 
( <C语言程序设计(第二版)> 谭浩强,   第174-175页) 
与auto类型(普通)局部变量相比,   static局部变量有三点不同 
1.   存储空间分配不同 
auto类型分配在栈上,   属于动态存储类别,   占动态存储区空间,   函数调用结束后自动释放,   而static分配在静态存储区,   在程序整个运行期间都不释放.   两者之间的作用域相同,   但生存期不同. 
2.   static局部变量在所处模块在初次运行时进行初始化工作,   且只操作一次 
3.   对于局部静态变量,   如果不赋初值,   编译期会自动赋初值0或空字符,   而auto类型的初值是不确定的.   (对于C++中的class对象例外,   class的对象实例如果不初始化,   则会自动调用默认构造函数,   不管是否是static类型) 

特点:   static局部变量的”记忆性”与生存期的”全局性” 
所谓”记忆性”是指在两次函数调用时,   在第二次调用进入时,   能保持第一次调用退出时的值.   
示例程序一 
#include   <iostream> 

using   namespace   std; 

void   staticLocalVar() 
{ 
  static   int   a   =   0;   //   运行期时初始化一次,   下次再调用时,   不进行初始化工作 
  cout < < "a= " < <a < <endl; 
  ++a; 
} 

int   main() 
{ 
  staticLocalVar();   //   第一次调用,   输出a=0 
  staticLocalVar();   //   第二次调用,   记忆了第一次退出时的值,   输出a=1 
  return   0; 
} 

应用: 
  利用”记忆性”,   记录函数调用的次数(示例程序一) 
      利用生存期的”全局性”,   改善”return   a   pointer   /   reference   to   a   local   object”的问题.   Local   object的问题在于退出函数,   生存期即结束,.   利用static的作用,   延长变量的生存期. 
示例程序二: 
//   IP   address   to   string   format 
//   Used   in   Ethernet   Frame   and   IP   Header   analysis 
const   char   *   IpToStr(UINT32   IpAddr) 
{ 
  static   char   strBuff[16];   //   static局部变量,   用于返回地址有效 
  const   unsigned   char   *pChIP   =   (const   unsigned   char   *)&IpAddr; 
  sprintf(strBuff,   "%u.%u.%u.%u ",     pChIP[0],   pChIP[1],   pChIP[2],   pChIP[3]); 
  return   strBuff; 
} 

注意事项: 
1.   “记忆性”,   程序运行很重要的一点就是可重复性,   而static变量的”记忆性”破坏了这种可重复性,   造成不同时刻至运行的结果可能不同. 
2.   “生存期”全局性和唯一性.   普通的local变量的存储空间分配在stack上,   因此每次调用函数时,   分配的空间都可能不一样,   而static具有全局唯一性的特点,   每次调用时,   都指向同一块内存,   这就造成一个很重要的问题   ----   不可重入性!!! 
这样在多线程程序设计或递归程序设计中,   要特别注意这个问题. 
(不可重入性的例子可以参见 <effective   C++   (2nd)> (影印版)第103-105页) 
下面针对示例程序二,   分析在多线程情况下的不安全性.(为方便描述,   标上行号) 
①   const   char   *   IpToStr(UINT32   IpAddr) 
②   { 
③     static   char   strBuff[16];   //   static局部变量,   用于返回地址有效 
④     const   unsigned   char   *pChIP   =   (const   unsigned   char   *)&IpAddr; 
⑤     sprintf(strBuff,   "%u.%u.%u.%u ",     pChIP[0],   pChIP[1],   pChIP[2],   pChIP[3]); 
⑥     return   strBuff; 
⑦   } 
假设现在有两个线程A,B运行期间都需要调用IpToStr()函数,   将32位的IP地址转换成点分10进制的字符串形式.   现A先获得执行机会,   执行IpToStr(),   传入的参数是0x0B090A0A,   顺序执行完应该返回的指针存储区内容是:”10.10.9.11”,   现执行到⑥时,   失去执行权,   调度到B线程执行,   B线程传入的参数是0xA8A8A8C0,   执行至⑦,   静态存储区的内容是192.168.168.168.   当再调度到A执行时,   从⑥继续执行,   由于strBuff的全局唯一性,   内容已经被B线程冲掉,   此时返回的将是192.168.168.168字符串,   不再是10.10.9.11字符串. 

二、外部静态变量／函数 
在C中static有了第二种含义：用来表示不能被其它文件访问的全局变量和函数。,   但为了限制全局变量/函数的作用域,   函数或变量前加static使得函数成为静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件(所以又称内部函数)。注意此时,   对于外部(全局)变量,   不论是否有static限制,   它的存储区域都是在静态存储区,   生存期都是全局的.   此时的static只是起作用域限制作用,   限定作用域在本模块(文件)内部. 
使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名。
示例程序三: 
  
//file1.cpp 

static   int   varA; 
int   varB; 
extern   void   funA() 
{ 
…… 
} 

static   void   funB() 
{ 
…… 
} 

//file2.cpp 

extern   int   varB;   //   使用file1.cpp中定义的全局变量 
extern   int   varA;   //   错误!   varA是static类型,   无法在其他文件中使用 
extern   void   funA();   //   使用file1.cpp中定义的函数 
extern   void   funB();   //   错误!   无法使用file1.cpp文件中static函数 

  

三、静态数据成员／成员函数(C++特有) 
C++重用了这个关键字，并赋予它与前面不同的第三种含义：表示属于一个类而不是属于此类的任何特定对象的变量和函数.   这是与普通成员函数的最大区别,   也是其应用所在,   比如在对某一个类的对象进行计数时,   计数生成多少个类的实例,   就可以用到静态数据成员.   在这里面,   static既不是限定作用域的,   也不是扩展生存期的作用,   而是指示变量/函数在此类中的唯一性.   这也是”属于一个类而不是属于此类的任何特定对象的变量和函数”的含义.   因为它是对整个类来说是唯一的,   因此不可能属于某一个实例对象的.   (针对静态数据成员而言,   成员函数不管是否是static,   在内存中只有一个副本,   普通成员函数调用时,   需要传入this指针,   static成员函数调用时,   没有this指针.   ) 
请看示例程序四( <effective   c++   (2nd)> (影印版)第59页) 
class   EnemyTarget   { 
public: 
    EnemyTarget()   {   ++numTargets;   } 
    EnemyTarget(const   EnemyTarget&)   {   ++numTargets;   } 
    ~EnemyTarget()   {   --numTargets;   } 
    static   size_t   numberOfTargets()   {   return   numTargets;   } 
    bool   destroy();       //   returns   success   of   attempt   to   destroy   EnemyTarget   object 
private: 
    static   size_t   numTargets;                               //   object   counter 
}; 
//   class   statics   must   be   defined   outside   the   class; 
//   initialization   is   to   0   by   default 
size_t   EnemyTarget::numTargets; 

在这个例子中,   静态数据成员numTargets就是用来计数产生的对象个数的. 
另外,   在设计类的多线程操作时,   由于POSIX库下的线程函数pthread_create()要求是全局的,   普通成员函数无法直接做为线程函数,   可以考虑用Static成员函数做线程函数.

posted on 2010-06-09 18:52 echoshan122 阅读(81) 评论(0)  编辑 收藏 引用


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