C++ 中的静态变量

Posted 2023-02-22

【中文标题】C++ 中的静态变量

【英文标题】：Static variables in C++

【发布时间】：2011-04-11 12:20:27

【问题描述】：

我想知道头文件中的静态变量与类中声明的区别。在头文件中声明静态变量时，其范围仅限于 .h 文件或所有单元。当在类中声明时，通常静态变量在 .cpp 文件中初始化吗？那么这是否意味着静态变量范围仅限于 2 个编译单元？

【问题讨论】：

“静态”关键字非常重载。在不同的地方有不同的意思。这就是为什么在面试中提出一个有趣的问题。

绝对位居榜首，还有抽象函数/抽象类，以及诸如公共/受保护/私有继承之类的东西。 ;-)

@vrdhn 一点也不好玩...

【参考方案1】：

对不起，我乱序回答你的问题，这样更容易理解。

在头文件中声明静态变量时，其范围仅限于 .h 文件或跨所有单元。

没有“头文件范围”这样的东西。头文件被包含到源文件中。翻译单元是源文件包括头文件中的文本。您在头文件中写入的任何内容都会复制到每个包含源文件中。

因此，在头文件中声明的静态变量就像每个单独的源文件中的静态变量。

由于以这种方式声明变量 static 意味着内部链接，因此每个翻译单元 #include 在您的头文件中都会获得其自己的、个人变量（不是在您的翻译单元之外可见）。这通常不是您想要的。

我想知道头文件中的静态变量与类中声明的区别。

在类声明中，static 表示类的所有实例共享这个成员变量；即，您可能有数百个这种类型的对象，但只要其中一个对象引用static（或“类”）变量，所有对象的值都是相同的。您可以将其视为“全局类”。

当在类中声明时，通常静态变量在 .cpp 文件中初始化？

是的，one（并且只有one）翻译单元必须初始化类变量。

那么这是否意味着静态变量范围仅限于 2 个编译单元？

正如我所说：

标头不是编译单元， static 的含义完全不同，具体取决于上下文。

全局static 将范围限制为翻译单元。 static 类对所有实例都是全局的。

我希望这会有所帮助。

PS：检查 Chubsdad 回答的最后一段，关于在 C++ 中你不应该使用 static 来指示内部链接，而是使用匿名命名空间。 （因为他是对的。;-)）

【讨论】：

“静态意味着完全不同的东西，具体取决于上下文。” --> 最令人困惑的根源。这种“不添加关键字”的心态真的很烦人:(

@Matthieu M. 取决于您的立场。对于保持 C 和 C++ 之间的一些兼容性，这是非常有益的。不过，我承认他们用static 有点过火了。

我知道兼容性是必要的，否则该语言不会那么受欢迎。然而，他们可以使用新的关键字来表示 C++ 的含义，他们可以在类/结构范围之外将其设为“非关键字”以保持向后兼容性。我很高兴他们确实在 C++0x 中引入了 nullptr 关键字。

嗯...static 在类范围内的使用方式 有点类似于它在 function 范围内的使用方式（变量在多种用途）。他们确实介绍了一种方法来摆脱static（匿名命名空间）的另一种使用......总而言之，这项工作还不错。在任何情况下都比 Java 好。 :-D

【参考方案2】：

头文件中的静态变量：

说'common.h'有

static int zzz;

这个变量'zzz' 有内部链接（这个变量不能在其他翻译单元中访问）。每个包含'common.h' 的翻译单元都有自己独特的名称对象'zzz'。

类中的静态变量：

类中的静态变量不是该类的子对象的一部分。类的所有对象共享的静态数据成员只有一个副本。

$9.4.2/6 - "a 的静态数据成员 命名空间范围内的类具有外部 链接（3.5）。本地类不得 有静态数据成员。”

假设'myclass.h' 有

struct myclass
   static int zzz;        // this is only a declaration
;

而myclass.cpp 有

#include "myclass.h"

int myclass::zzz = 0           // this is a definition, 
                               // should be done once and only once

而"hisclass.cpp" 有

#include "myclass.h"

void f()myclass::zzz = 2;    // myclass::zzz is always the same in any 
                               // translation unit

而"ourclass.cpp" 有

#include "myclass.h"
void g()myclass::zzz = 2;    // myclass::zzz is always the same in any 
                               // translation unit

因此，类静态成员不仅限于 2 个翻译单元。它们只需要在任一翻译单元中定义一次。

注意：使用“静态”来声明 文件范围变量已弃用，并且 未命名的命名空间是一个优越 备用

【讨论】：

“每个包含的文件”... 非常不准确，因为头文件可以包含其他头文件。最好坚持使用短语编译单元或翻译单元。

和 +1 指出匿名命名空间取代了全局变量的 static 修饰符。

@Ben Voight：是的，我会将其更改为翻译单元。旧习惯很难改掉...谢谢

【参考方案3】：

在类外部的头文件中声明的静态变量在每个包含头文件的 .c 文件中都是 file-scoped。这意味着可以在包含头文件的每个 .c 文件中访问具有相同名称的变量的单独副本。

另一方面，静态类变量是class-scoped，每个编译单元都可以使用相同的静态变量，包括包含带有静态变量的类的标头。