1、什么是static?
static 是C++中很常用的修飾符，它被用來控制變量的存儲(chǔ)方式和可見性。
2、為什么要引入static?
函數(shù)內(nèi)部定義的變量，在程序執(zhí)行到它的定義處時(shí)，編譯器為它在棧上分配空間，大家知道，函數(shù)在棧上分配的空間在此函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)會(huì)釋放掉，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)問題: 如果想將函數(shù)中此變量的值保存至下一次調(diào)用時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)？ 最容易想到的方法是定義一個(gè)全局的變量，但定義為一個(gè)全局變量有許多缺點(diǎn)，最明顯的缺點(diǎn)是破壞了此變量的訪問范圍（使得在此函數(shù)中定義的變量，不僅僅受此函數(shù)控制）。
3、什么時(shí)候用static?
需要一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象為整個(gè)類而非某個(gè)對(duì)象服務(wù),同時(shí)又力求不破壞類的封裝性,即要求此成員隱藏在類的內(nèi)部，對(duì)外不可見。
4、static的內(nèi)部機(jī)制：
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員要在程序一開始運(yùn)行時(shí)就必須存在。因?yàn)楹瘮?shù)在程序運(yùn)行中被調(diào)用，所以靜態(tài)數(shù)據(jù)成員不能在任何函數(shù)內(nèi)分配空間和初始化。
這樣，它的空間分配有三個(gè)可能的地方，一是作為類的外部接口的頭文件，那里有類聲明；二是類定義的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，那里有類的成員函數(shù)定義；三是應(yīng)用程序的main（）函數(shù)前的全局?jǐn)?shù)據(jù)聲明和定義處。
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員要實(shí)際地分配空間，故不能在類的聲明中定義（只能聲明數(shù)據(jù)成員）。類聲明只聲明一個(gè)類的“尺寸和規(guī)格”，并不進(jìn)行實(shí)際的內(nèi)存分配，所以在類聲明中寫成定義是錯(cuò)誤的。它也不能在頭文件中類聲明的外部定義，因?yàn)槟菚?huì)造成在多個(gè)使用該類的源文件中，對(duì)其重復(fù)定義。
static被引入以告知編譯器，將變量存儲(chǔ)在程序的靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)而非棧上空間，靜態(tài)
數(shù)據(jù)成員按定義出現(xiàn)的先后順序依次初始化，注意靜態(tài)成員嵌套時(shí)，要保證所嵌套的成員已經(jīng)初始化了。消除時(shí)的順序是初始化的反順序。
5、static的優(yōu)勢(shì)：
可以節(jié)省內(nèi)存，因?yàn)樗撬袑?duì)象所公有的，因此，對(duì)多個(gè)對(duì)象來說，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只存儲(chǔ)一處，供所有對(duì)象共用。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值對(duì)每個(gè)對(duì)象都是一樣，但它的值是可以更新的。只要對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值更新一次，保證所有對(duì)象存取更新后的相同的值，這樣可以提高時(shí)間效率。
6、引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員時(shí)，采用如下格式：
<類名>::<靜態(tài)成員名>
如果靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的訪問權(quán)限允許的話(即public的成員)，可在程序中，按上述格式
來引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。
7、注意事項(xiàng)：
(1)類的靜態(tài)成員函數(shù)是屬于整個(gè)類而非類的對(duì)象，所以它沒有this指針，這就導(dǎo)致
了它僅能訪問類的靜態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)成員函數(shù)。
(2)不能將靜態(tài)成員函數(shù)定義為虛函數(shù)。
(3)由于靜態(tài)成員聲明于類中，操作于其外，所以對(duì)其取地址操作，就多少有些特殊
，變量地址是指向其數(shù)據(jù)類型的指針 ，函數(shù)地址類型是一個(gè)“nonmember函數(shù)指針”。
(4)由于靜態(tài)成員函數(shù)沒有this指針，所以就差不多等同于nonmember函數(shù)，結(jié)果就
產(chǎn)生了一個(gè)意想不到的好處：成為一個(gè)callback函數(shù)，使得我們得以將C++和C-based X W
indow系統(tǒng)結(jié)合，同時(shí)也成功的應(yīng)用于線程函數(shù)身上。
(5)static并沒有增加程序的時(shí)空開銷，相反她還縮短了子類對(duì)父類靜態(tài)成員的訪問
時(shí)間，節(jié)省了子類的內(nèi)存空間。
(6)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在<定義或說明>時(shí)前面加關(guān)鍵字static。
(7)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是靜態(tài)存儲(chǔ)的，所以必須對(duì)它進(jìn)行初始化。
(8)靜態(tài)成員初始化與一般數(shù)據(jù)成員初始化不同:
初始化在類體外進(jìn)行，而前面不加static，以免與一般靜態(tài)變量或?qū)ο笙嗷煜?br style="line-height: normal; "> 初始化時(shí)不加該成員的訪問權(quán)限控制符private，public等；
初始化時(shí)使用作用域運(yùn)算符來標(biāo)明它所屬類；
所以我們得出靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化的格式：
<數(shù)據(jù)類型><類名>::<靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名>=<值>
(9)為了防止父類的影響，可以在子類定義一個(gè)與父類相同的靜態(tài)變量，以屏蔽父類的影響。這里有一點(diǎn)需要注意：我們說靜態(tài)成員為父類和子類共享，但我們有重復(fù)定義了靜態(tài)成員，這會(huì)不會(huì)引起錯(cuò)誤呢？不會(huì)，我們的編譯器采用了一種絕妙的手法：name-mangling 用以生成唯一的標(biāo)志。
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
在類中，靜態(tài)成員可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)對(duì)象之間的數(shù)據(jù)共享，并且使用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員還不會(huì)破壞隱藏的原則，即保證了安全性。因此，靜態(tài)成員是類的所有對(duì)象中共享的成員，而不是某個(gè)對(duì)象的成員。
使用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可以節(jié)省內(nèi)存，因?yàn)樗撬袑?duì)象所公有的，因此，對(duì)多個(gè)對(duì)象來說，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只存儲(chǔ)一處，供所有對(duì)象共用。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值對(duì)每個(gè)對(duì)象都是一樣，但它的值是可以更新的。只要對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值更新一次，保證所有對(duì)象存取更新后的相同的值，這樣可以提高時(shí)間效率。
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的使用方法和注意事項(xiàng)如下：
1、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在定義或說明時(shí)前面加關(guān)鍵字static。
2、靜態(tài)成員初始化與一般數(shù)據(jù)成員初始化不同。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化的格式如下：
<數(shù)據(jù)類型><類名>::<靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名>=<值>
這表明：
(1) 初始化在類體外進(jìn)行，而前面不加static，以免與一般靜態(tài)變量或?qū)ο笙嗷煜?br style="line-height: normal; ">
(2) 初始化時(shí)不加該成員的訪問權(quán)限控制符private，public等。
(3) 初始化時(shí)使用作用域運(yùn)算符來標(biāo)明它所屬類，因此，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是類的成員，而不是對(duì)象的成員。
3、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是靜態(tài)存儲(chǔ)的，它是靜態(tài)生存期，必須對(duì)它進(jìn)行初始化。
4、引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員時(shí)，采用如下格式：
<類名>::<靜態(tài)成員名>
如果靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的訪問權(quán)限允許的話(即public的成員)，可在程序中，按上述格式來引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。
靜態(tài)成員函數(shù)
靜態(tài)成員函數(shù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)成員一樣，它們都屬于類的靜態(tài)成員，它們都不是對(duì)象成員。因此，對(duì)靜態(tài)成員的引用不需要用對(duì)象名。
在靜態(tài)成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)中不能直接引用類中說明的非靜態(tài)成員，可以引用類中說明的靜態(tài)成員。如果靜態(tài)成員函數(shù)中要引用非靜態(tài)成員時(shí)，可通過對(duì)象來引用。
下面看一個(gè)例子：
#include <iostream.h>
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
}
};
void main( void )
{
Point pt;
pt.init();
pt.output();
}
這樣編譯是不會(huì)有任何錯(cuò)誤的。
下面這樣看
#include <iostream.h>
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
}
};
void main( void )
{
Point::output();
}
這樣編譯會(huì)處錯(cuò)，錯(cuò)誤信息：illegal call of non-static member function，為什么？
因?yàn)樵跊]有實(shí)例化一個(gè)類的具體對(duì)象時(shí)，類是沒有被分配內(nèi)存空間的。
好的再看看下面的例子:
#include <iostream.h>
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
}
};
void main( void )
{
Point::init();
}
這時(shí)編譯就不會(huì)有錯(cuò)誤，因?yàn)樵陬惖亩x時(shí)，它靜態(tài)數(shù)據(jù)和成員函數(shù)就有了它的內(nèi)存區(qū)，它不屬于類的任何一個(gè)具體對(duì)象。
好的再看看下面的例子:
#include <iostream.h>
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
x = 0;
y = 0;
}
private:
int x;
int y;
};
void main( void )
{
Point::init();
}
編譯出錯(cuò)：
illegal reference to data member 'Point::x' in a static member function
illegal reference to data member 'Point::y' in a static member function
在一個(gè)靜態(tài)成員函數(shù)里錯(cuò)誤的引用了數(shù)據(jù)成員，
還是那個(gè)問題，靜態(tài)成員（函數(shù)），不屬于任何一個(gè)具體的對(duì)象，那么在類的具體對(duì)象聲明之前就已經(jīng)有了內(nèi)存區(qū)，
而現(xiàn)在非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員還沒有分配內(nèi)存空間，那么這里調(diào)用就錯(cuò)誤了，就好像沒有聲明一個(gè)變量卻提前使用它一樣。
也就是說在靜態(tài)成員函數(shù)中不能引用非靜態(tài)的成員變量。
好的再看看下面的例子:
#include <iostream.h>
class Point
{
public:
void output()
{
x = 0;
y = 0;
init();
}
static void init()
{
}
private:
int x;
int y;
};
void main( void )
{
Point::init();
}
好的，這樣就不會(huì)有任何錯(cuò)誤。這最終還是一個(gè)內(nèi)存模型的問題，
任何變量在內(nèi)存中有了自己的空間后，在其他地方才能被調(diào)用，否則就會(huì)出錯(cuò)。
好的再看看下面的例子:
#include <iostream.h>
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
x = 0;
y = 0;
}
private:
static int x;
static int y;
};
void main( void )
{
Point::init();
}
編譯：
Linking...
test.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "private: static int Point::y"
test.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "private: static int Point::x"
Debug/Test.exe : fatal error LNK1120: 2 unresolved externals
執(zhí)行 link.exe 時(shí)出錯(cuò).
可以看到編譯沒有錯(cuò)誤，連接錯(cuò)誤，這又是為什么呢？
這是因?yàn)殪o態(tài)的成員變量要進(jìn)行初始化，可以這樣：
#include <iostream.h>
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
x = 0;
y = 0;
}
private:
static int x;
static int y;
};
int Point::x = 0;
int Point::y = 0;
void main( void )
{
Point::init();
}
在靜態(tài)成員數(shù)據(jù)變量初始化之后就不會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤了。
再看看下面的代碼：
#include <iostream.h>
class Point
{
public:
void output()
{
}
static void init()
{
x = 0;
y = 0;
}
private:
static int x;
static int y;
};
void main( void )
{
}
編譯沒有錯(cuò)誤，為什么？
即使他們沒有初始化，因?yàn)槲覀儧]有訪問x，y，所以編譯不會(huì)出錯(cuò)。
C++會(huì)區(qū)分兩種類型的成員函數(shù)：靜態(tài)成員函數(shù)和非靜態(tài)成員函數(shù)。這兩者之間的一個(gè)重大區(qū)別是，靜態(tài)成員函數(shù)不接受隱含的this自變量。所以，它就無法訪問自己類的非靜態(tài)成員。
在某些條件下，比如說在使用諸如pthread（它不支持類）此類的多線程庫時(shí)，就必須使用靜態(tài)的成員函數(shù)，因?yàn)槠涞刂吠珻語言函數(shù)的地址兼容。這種銅限制就迫使程序員要利用各種解決辦法才能夠從靜態(tài)成員函數(shù)訪問到非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。
第一個(gè)解決辦法是聲明類的所有數(shù)據(jù)成員都是靜態(tài)的。運(yùn)用這種方式的話，靜態(tài)的成員函數(shù)就能夠直接地訪問它們，例如：
class Singleton
{
public:
static Singleton * instance();
private:
Singleton * p;
static Lock lock;
};
Singleton * Singleton::instance()
{
lock.getlock(); // fine, lock is static
if (!p)
p=new Singleton;
lock.unlock();
return p;
}
這種解決方法不適用于需要使用非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的類。
訪問非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
將參照傳遞給需要考量的對(duì)象能夠讓靜態(tài)的成員函數(shù)訪問到對(duì)象的非靜態(tài)數(shù)據(jù)：
class A
{
public:
static void func(A & obj);
intgetval() const; //non-static member function
private:
intval;
};
靜態(tài)成員函數(shù)func()會(huì)使用參照obj來訪問非靜態(tài)成員val。
voidA::func(A & obj)
{
int n = obj.getval();
}
將一個(gè)參照或者指針作為靜態(tài)成員函數(shù)的自變量傳遞，就是在模仿自動(dòng)傳遞非靜態(tài)成員函數(shù)里this自變量這一行為。
