C /C入门之static是个雷

走出尘埃 2016-06-23

展开全文

找不到出错原因，让C++码农深感受挫；然而让他们觉得生无可恋的，还是同一段代码，时而出错，时而运行良好。-- 题记

C++/C入门之static是个雷

对于初学C++/C的人来说，很容易把static修饰符同const修饰符混淆起来。字面上，一个静态的，一个不变的，意思的确相近。前面讲过const，现在有必要系统地讲解一下static，来做一个区分。

static在C++中有多层意思。最直观的理解是，如果修饰一个变量，则该变量在作用域内，只被定义一次，再定义无效。当然static还有其他涵义。

（一）再定义无效

怎么理解呢？static变量的生命周期，贯穿整个程序的运行，从被定义的地方开始，直到main函数退出为止。同一个静态变量的第二次，第三次乃至第N次定义，都不会导致重新分配内存给变量，也不会修改变量原来的值。看看C++/C入门之堆和栈提到的例子：

void f(){
static int i =0;
i++;
cout < 'the="" value="" of="" i:'="">< i=""><>
}
int main(){
f();
f();
}

第一次打印的值是1，第二次打印的值是2。虽然i是一个局部变量，由于有static修饰，它是被存在内存中的静态区，而不是栈中的，所以不用担心程序退出后被销毁。当第二次调用函数f的时候，编译器碰到static int i=0;的定义，它不会入栈一个新的变量i，而是到静态内存区去找到变量i。

类的静态成员适用同样的规则。

class A{
static int i;
public:
void f(){
i++;
cout < 'the="" value="" of="" i:'="">< i=""><>
}
};
int A::i = 0;
int main(){
A classa;
A classb;
classa.f();
classb.f();
}

打印出来的i的值分别是1和2。另外，由于类的特殊性，类的成员一般不支持在声明的时候初始化，由static const修饰的int，float/double以及char除外。字符串，数组和结构等，都必须在类外部进行初始化，无论是否有static const或者static修饰。

（二）类的静态函数成员的局限

类的静态函数成员，只能调用类的其他静态函数，以及只能访问类的静态数据成员。它的调用方式可以是

类名::静态函数名

对象名.静态函数名或者对象名->静态函数名

（三）static用来限制变量作用域

如果在函数外定义一个变量，那么这个变量就是全局变量，再在这个变量前加static修饰符，变量的涵义发生了变化，static也不再是静态的意思了。这个时候的变量，变成了一个内部连接，不再为外部可见。static表示内部的意思，正好与extern的意义相反。也就是说，如果在另外一个文件，定义了同名变量，则两个变量没有任何关联(同名变量不能加extern关键字，否则去static变量冲突）。

另外，用extern关键字修饰局部变量也是毫无意义的。

（四）静态（全局）变量的加载顺序是个雷

为什么这么说呢？找不到出错原因，让C++码农深感受挫；然而让他们觉得生无可恋的，还是同一段代码，时而出错，时而运行良好。全局变量的加载顺序，就是一个这样雷。

全局变量定义在一个单一文件当中，它可以被外部文件引用。如果碰巧，两个定义在不同文件中的全局变量互相之间有依赖关系，而不同文件的加载顺序，是编译器不能保证的，我们将会碰到一场灾难。

试看：

//First.cpp

extern int y;

int x = y + 1;

//Second.cpp

extern int x;

int y = x + 1;

如果First.cpp被先加载，x的值为1，y被先初始化为0，当Second.cpp被加载的时候，y的值为2。