java之static變量與全局、局部變量的區別


static變量與全局、局部變量的區別

 


全局變量(外部變量)的說明之前再冠以static 就構成了靜態的全局變量。全局變量本身就是靜態存儲方式,靜態全局變量當然也是靜態存儲方式。這兩者在存儲方式上並無不同。這兩者的區別雖在於非靜態全局變量的作用域是整個源程序,當一個源程序由多個源文件組成時,非靜態的全局變量在各個源文件中都是有效的。而靜態全局變量則限制了其作用域,即只在定義該變量的源文件內有效,在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由於靜態全局變量的作用域局限於一個源文件內,只能為該源文件內的函數公用,因此可以避免在其它源文件中引起錯誤。

 
  從以上分析可以看出,把局部變量改變為靜態變量后是改變了它的存儲方式即改變了它的生存期。把全局變量改變為靜態變量后是改變了它的作用域,限制了它的使用范圍。

 
  static函數與普通函數作用域不同。僅在本文件。只在當前源文件中使用的函數應該說明為內部函數(static),內部函數應該在當前源文件中說明和定義。對於可在當前源文件以外使用的函數,應該在一個頭文件中說明,要使用這些函數的源文件要包含這個頭文件

 
  static全局變量與普通的全局變量有什么區別:static全局變量只初使化一次,防止在其他文件單元中被引用;

  static局部變量和普通局部變量有什么區別:static局部變量只被初始化一次,下一次依據上一次結果值;

  static函數與普通函數有什么區別:static函數在內存中只有一份,普通函數在每個被調用中維持一份拷貝

 
  程序的局部變量存在於(堆棧)中,全局變量存在於(靜態區 )中,動態申請數據存在於( 堆)中。

 
extern全局變量(用extern修飾的變量只是說明該變量在其他地方定義,所以在其他地方一定要用明確的定義如int a,並且不能用static修飾)、static全局變量和static局部變量的生存期都是“永久”,區別只是可見域不同。extern全局變量可見區域是工程,static全局變量可見區域是文件,而static局部變量的可見區域是塊。

從代碼維護角度來看,對extern變量的修改可能會影響所有代碼,對static全局變量的修改可能影響一個文件中的代碼,而對static變量的修改可能影響一個塊的代碼;因此在選擇變量類型時,優先級是static局部>static全局>extern全局。但它們有着共同的缺點:使用了這些類型變量的函數將是不可重入的,不是線程安全的。在C/C++標准庫中有很多函數都使用了static局部變量,目前的實現中都為它們提供了兩套代碼,單線程版本使用static變量而多線程版本使用“線程全局變量”,比如rand,strtok等。

 
一個進程可用內存空間為4G,可分在存放靜態數據,代碼,系統內存,堆,棧等。.活動記錄一般存放調用參數、返回地址等內容。堆和棧最大的區別在於堆是由低地址向高地址分配內存,而棧是由高向低。全局和靜態數據存放在全局數據區,其余的在棧中,用malloc 或 new 分配的內存位於堆中。一般來說棧在低地址,堆位於高地址。

static的全部用法

 

        要理解static,就必須要先理解另一個與之相對的關鍵字,很多人可能都還不知道有這個關鍵字,那就是auto,其實我們通常聲明的不用static修飾的變量,都是auto的,因為它是默認的,就象short和long總是默認為int一樣;我們通常聲明一個變量:

       int a;

       string s;

        其實就是:

       auto int a;

       auto string s;

        而static變量的聲明是:

       static int a;

       static string s;

        這樣似乎可以更有利於理解auto和static是一對成對的關鍵字吧,就像private,protected,public一樣;

        對於static的不理解,其實就是對於auto的不理解,因為它是更一般的;有的東西你天天在用,但未必就代表你真正了解它;auto的含義是由程序自動控制變量的生存周期,通常指的就是變量在進入其作用域的時候被分配,離開其作用域的時候被釋放;而static就是不auto,變量在程序初始化時被分配,直到程序退出前才被釋放;也就是static是按照程序的生命周期來分配釋放變量的,而不是變量自己的生命周期;所以,像這樣的例子:

       void func()

       {

              int a;

              static int b;

}

每一次調用該函數,變量a都是新的,因為它是在進入函數體的時候被分配,退出函數體的時候被釋放,所以多個線程調用該函數,都會擁有各自獨立的變量a,因為它總是要被重新分配的;而變量b不管你是否使用該函數,在程序初始化時就被分配的了,或者在第一次執行到它的聲明的時候分配(不同的編譯器可能不同),所以多個線程調用該函數的時候,總是訪問同一個變量b,這也是在多線程編程中必須注意的!

static的全部用法:

1.類的靜態成員:

class A

{

private:

       static int s_value;

};

在cpp中必須對它進行初始化:

int A::s_value = 0;          // 注意,這里沒有static的修飾!

類的靜態成員是該類所有實例的共用成員,也就是在該類的范疇內是個全局變量,也可以理解為是一個名為A::s_value的全局變量,只不過它是帶有類安全屬性的;道理很簡單,因為它是在程序初始化的時候分配的,所以只分配一次,所以就是共用的;

類的靜態成員必須初始化,道理也是一樣的,因為它是在程序初始化的時候分配的,所以必須有初始化,類中只是聲明,在cpp中才是初始化,你可以在初始化的代碼上放個斷點,在程序執行main的第一條語句之前就會先走到那;如果你的靜態成員是個類,那么就會調用到它的構造函數;

2.類的靜態函數:

class A

{

private:

       static void func(int value);

};

實現的時候也不需要static的修飾,因為static是聲明性關鍵字;

類的靜態函數是在該類的范疇內的全局函數,不能訪問類的私有成員,只能訪問類的靜態成員,不需要類的實例即可調用;實際上,它就是增加了類的訪問權限的全局函數:void A::func(int);

類的靜態成員函數可以繼承和覆蓋,但無法是需函數;

3.只在cpp內有效的全局變量:

在cpp文件的全局范圍內聲明:

static int g_value = 0;

        這個變量的含義是在該cpp內有效,但是其他的cpp文件不能訪問這個變量;如果有兩個cpp文件聲明了同名的全局靜態變量,那么他們實際上是獨立的兩個變量;

        如果不使用static聲明全局變量:

       int g_value = 0;

        那么將無法保證這個變量不被別的cpp共享,也無法保證一定能被別的cpp共享,因為要讓多個cpp共享一個全局變量,應將它聲明為extern(外部)的;也有可能編譯會報告變量被重復定義;總之不建議這樣的寫法,不明確這個全局變量的用法;

        如果在一個頭文件中聲明:

       static int g_vaule = 0;

        那么會為每個包含該頭文件的cpp都創建一個全局變量,但他們都是獨立的;所以也不建議這樣的寫法,一樣不明確需要怎樣使用這個變量,因為只是創建了一組同名而不同作用域的變量;

        這里順便說一下如何聲明所有cpp可共享的全局變量,在頭文件里聲明為extern的:

       extern int g_value;        // 注意,不要初始化值!

        然后在其中任何一個包含該頭文件的cpp中初始化(一次)就好:

       int g_value = 0;     // 初始化一樣不要extern修飾,因為extern也是聲明性關鍵字;

        然后所有包含該頭文件的cpp文件都可以用g_value這個名字訪問相同的一個變量;

      

       4.只在cpp內有效的全局函數:

        在cpp內聲明:

       static void func();

        函數的實現不需要static修飾,那么這個函數只可在本cpp內使用,不會同其他cpp中的同名函數引起沖突;道理和如果不使用static會引起的問題和第3點一樣;不要在頭文件中聲明static的全局函數,不要在cpp內聲明非static的全局函數,如果你要在多個cpp中復用該函數,就把它的聲明提到頭文件里去,否則在cpp內部聲明需要加上static修飾;在C語言中這點由為重要!

       5.局部靜態變量:

       void func()

       {

              static int s_value = 0;

}

在其作用域內的靜態變量,多線程情況下將訪問同一個變量,由於函數調用結束仍保持靜態變量的內存,因而可以作為一些動態變量返回值的存放位置:

const char * func()

{

       string s = “ABCD”;

       static char msg[256];

       strcpy(msg, s);

       return msg;

}

不能直接返回s,因為它是動態的;否則將導致一個很經典的內存問題(不用我細說了吧),通常情況下我們返回一個常量字符串:return “ABCD”;其實是因為”ABCD”就是static char[]類型的(所以才能沒有問題);

 


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