成员函数中的静态变量

Question

谁能解释一下成员函数中的静态变量在 C++ 中是如何工作的。

给定以下类：

class A {
   void foo() {
      static int i;
      i++;
   }
}

如果我声明A 的多个实例，在一个实例上调用foo() 是否会在所有实例上增加静态变量i？还是只有它被调用的那个？

我假设每个实例都有自己的i 副本，但单步执行我拥有的一些代码似乎表明并非如此。

Answer 1

因为class A 是一个非模板类，而A::foo() 是一个非模板函数。程序内只有一份static int i。

A 对象的任何实例都会影响相同的i，并且i 的生命周期将在整个程序中保持不变。添加示例：

A o1, o2, o3;
o1.foo(); // i = 1
o2.foo(); // i = 2
o3.foo(); // i = 3
o1.foo(); // i = 4

Answer 2

不幸的是，关键字 static 在 C++ 中有几个不同的不相关的含义

1. 当用于数据成员时，表示数据在类中分配，而不是在实例中。

2. 当用于函数内部的数据时，表示数据是静态分配的，在第一次进入块时初始化并持续到程序退出。此外，该变量仅在函数内部可见。局部静态的这一特殊功能通常用于实现单例的惰性构造。

1234563变量在其他编译单元中将不可访问或可见。

我强调了对每次使用最重要的部分。使用 (3) 有点不鼓励使用未命名的命名空间，它也允许未导出的类声明。

在您的代码中，static 关键字与含义数字 2 一起使用，与类或实例无关...它是 函数 的变量，并且只有一个副本。

正如 iammilind 所说，如果函数是模板函数，则该变量可能有多个实例（因为在这种情况下，函数本身确实可以在程序中的许多不同副本中出现）。即使在那种情况下，课程类和实例也无关紧要......请参见以下示例：

#include <stdio.h>

template<int num>
void bar()
{
    static int baz;
    printf("bar<%i>::baz = %i\n", num, baz++);
}

int main()
{
    bar<1>(); // Output will be 0
    bar<2>(); // Output will be 0
    bar<3>(); // Output will be 0
    bar<1>(); // Output will be 1
    bar<2>(); // Output will be 1
    bar<3>(); // Output will be 1
    bar<1>(); // Output will be 2
    bar<2>(); // Output will be 2
    bar<3>(); // Output will be 2
    return 0;
}

Answer 3

函数内的静态变量

• 在函数内部创建的静态变量存储在程序的静态内存而不是堆栈上。

• 静态变量初始化将在第一次调用函数时完成。

• 静态变量会在多个函数调用中保留值

• 静态变量的生命周期是程序

例子

#include <iostream>

using namespace std;

class CVariableTesting 
{
    public:
    
    void FuncWithStaticVariable();
    void FuncWithAutoVariable();

};

void CVariableTesting::FuncWithStaticVariable()
{
    static int staticVar = 0; //staticVar is initialised by 0 the first time
    cout<<"Variable Value : "<<staticVar<<endl;
    staticVar++;
}
void CVariableTesting::FuncWithAutoVariable()
{
    int autoVar = 0;
    cout<<"Variable Value : "<<autoVar<<endl;
    autoVar++;
}
    

int main()
{
    CVariableTesting objCVariableTesting;
    cout<<"Static Variable";
    objCVariableTesting.FuncWithStaticVariable();
    objCVariableTesting.FuncWithStaticVariable();
    objCVariableTesting.FuncWithStaticVariable();
    objCVariableTesting.FuncWithStaticVariable();
    objCVariableTesting.FuncWithStaticVariable();
    
    cout<<endl;
    cout<<"Auto Variable";
    objCVariableTesting.FuncWithAutoVariable();
    objCVariableTesting.FuncWithAutoVariable();
    objCVariableTesting.FuncWithAutoVariable();
    objCVariableTesting.FuncWithAutoVariable();
    objCVariableTesting.FuncWithAutoVariable();
    
    return 0;
}

输出：

静态变量

变量值：0
变量值：1
变量值：2
变量值：3
变量值：4

自动变量

变量值：0
变量值：0
变量值：0
变量值：0
变量值：0

Answer 4

简化答案：

静态变量，无论它们是（非模板化）class 或（非模板化）函数的成员，在技术上都表现得像一个全局标签，其范围仅限于 class 或函数。