快速了解static

static用来控制变量的存储方式和可见性。

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静态变量

函数中的静态变量

static_vaiable.cpp

#include <iostream>


void demo() {
    // static variable
    static int count = 0;
    std::cout << count << " ";

    count++;
}

int main() {
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        demo();
    }
    return 0;
}

执行输出：

g++ -o test.o static_vaiable.cpp

./test.o

输出：

0 1 2 3 4

当变量声明为static时，空间将在程序的生命周期内分配。即使多次调用该函数，静态变量的空间也只分配一次。

在多个函数中使用static

//main.cpp

#include <iostream>

int s_Variable = 10;

int main() {
    std::cout << s_Variable << std::endl;
    return 0;
}

// static.cpp

static int s_Variable = 5;

编译执行：

g++ -o test.o main.cpp static.cpp
./test.o

输出：

10

现在我们把static.cpp中的static去掉。

//main.cpp

#include <iostream>

int s_Variable = 10;

int main() {
    std::cout << s_Variable << std::endl;
    return 0;
}

// static.cpp

int s_Variable = 5;

编译：

g++ -o test.o main.cpp static.cpp

此时会出现链接错误：

duplicate symbol '_s_Variable' in:
    /var/folders/wb/pjgtxmjd1pd76j9qs__63hh40000gp/T/main-71027a.o
    /var/folders/wb/pjgtxmjd1pd76j9qs__63hh40000gp/T/static-7f2470.o
ld: 1 duplicate symbol for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

因为s_Variable已经在另一个编译单元里面定义了，所以两个全局变量的名字不能一样。

一种解决方法为使用extern关键字：

//main.cpp

#include <iostream>

extern int s_Variable;

int main() {
    std::cout << s_Variable << std::endl;
    return 0;
}

// static.cpp

int s_Variable = 5;

输出：

5

static只在当前的文件（.cpp）下可见。

类中的静态变量

//nostatic_class.cpp

#include <iostream>

class Entity {
public:
    int x, y;

    void Print() {
        std::cout << x << " " << y << std::endl;
    }
};

int main() {
    Entity e;
    e.x = 1;
    e.y = 2;

    Entity e1 = {5, 8};

    e.Print();
    e1.Print();
    return 0;
}

输出：

1 2
5 8

现在我们把x,y改为static

// static_class.cpp

#include <iostream>

class Entity {
public:
    static int x, y;

    void Print() {
        std::cout << x << " " << y << std::endl;
    }
};

int main() {
    Entity e;
    e.x = 1;
    e.y = 2;

    Entity e1;
    e1.x = 5;
    e1.y = 8;

    e.Print();
    e1.Print();
    return 0;
}

编译：

g++ -o test.o static_class.cpp

输出：

Undefined symbols for architecture x86_64:
  "Entity::x", referenced from:
      _main in static_class-65b492.o
      Entity::Print() in static_class-65b492.o
  "Entity::y", referenced from:
      _main in static_class-65b492.o
      Entity::Print() in static_class-65b492.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

这是因为静态变量是由所有对象共享的，不能在类中进行定义，在类中只是声明，必须在类外定义。

// static_class.cpp

#include <iostream>

class Entity {
public:
    static int x, y;

    void Print() {
        std::cout << x << " " << y << std::endl;
    }
};

int Entity::x;
int Entity::y;

int main() {
    Entity e;
    e.x = 1;
    e.y = 2;

    Entity e1;
    e1.x = 5;
    e1.y = 8;

    e.Print();
    e1.Print();
    return 0;
}

编译执行：

g++ -o test.o static_class.cpp
./test.o

输出：

5 8
5 8

你可能会好奇为什么最后结果会是两个5,8，这是因为static修饰的类使用的是一块内存，e1改动了，e中的元素也会发生改动。

静态成员

类中的静态函数

静态成员函数仅允许访问静态成员或其他静态成员函数，它们无法访问类的非静态数据成员或成员函数。

// static_function.cpp

#include <iostream>

class Entity {
public:
    int x, y;

    static void Print() {
        std::cout << x << " " << y << std::endl;           //  invalid use of member 'x' and 'y' in static member function
    }
};



int main() {
    Entity e;
    e.x = 1;
    e.y = 2;

    Entity e1;
    e1.x = 5;
    e1.y = 8;

    e.Print();
    e1.Print();
    return 0;
}

当然可以通过实例来访问

#include <iostream>

class Entity {
public:
    int x, y;

    static void Print();
};

static void Print(Entity e) {
    std::cout << e.x << " " << e.y << std::endl;
}

int main() {
    Entity e;
    e.x = 1;
    e.y = 2;

    Entity e1;
    e1.x = 5;
    e1.y = 8;

    Print(e);
    Print(e1);
    return 0;
}

输出：

1 2
5 8