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一、面向过程设计中的static

1、静态全局变量

在全局变量前，加上关键字static，该变量就被定义成为一个静态全局变量。静态全局变量有以下特点：
该变量在全局数据区分配内存；
未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0（自动变量的值是随机的，除非它被显式初始化）；
静态全局变量在声明它的整个文件都是可见的，而在文件之外是不可见的；
静态变量都在全局数据区分配内存，包括后面将要提到的静态局部变量。对于一个完整的程序，在内存中的分布情况如下图：
代码区
全局数据区
堆区
栈区

一般程序的由new产生的动态数据存放在堆区，函数内部的自动变量存放在栈区。自动变量一般会随着函数的退出而释放空间，静态数据（即使是函数内部的静 态局部变量）也存放在全局数据区。全局数据区的数据并不会因为函数的退出而释放空间。

的确，定义全局变量就可以实现变量在文件中的共享，但定义静态全局变量还有以下好处：
静态全局变量不能被其它文件所用；
其它文件中可以定义相同名字的变量，不会发生冲突；

2、静态局部变量

在局部变量前，加上关键字static，该变量就被定义成为一个静态局部变量。通常，在函数体内定义了一个变量，每当程序运行到该语句时都会给该局部变量分配栈内存。但随着程序退出函数体，系统就会收回栈内存，局部变量也相应失效。
但有时候我们需要在两次调用之间对变量的值进行保存。通常的想法是定义一个全局变量来实现。但这样一来，变量已经不再属于函数本身了，不再仅受函数的控制，给程序的维护带来不便。
静态局部变量正好可以解决这个问题。静态局部变量保存在全局数据区，而不是保存在栈中，每次的值保持到下一次调用，直到下次赋新值。

example:

void foo()
{
static int a;
a++;
cout<<a<<endl;
}
int main()
{
foo();
foo();
foo();
return 0;
}

结果是 1 2 3 每次foo（）退出后，并未销毁变量a，因为它是存放在全局数据区的，不是栈空间。
静态局部变量有以下特点：

该变量在全局数据区分配内存；
静态局部变量在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化，即以后的函数调用不再进行初始化；
静态局部变量一般在声明处初始化，如果没有显式初始化，会被程序自动初始化为0；
它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域，当定义它的函数或语句块结束时，其作用域随之结束；

3、静态函数

在函数的返回类型前加上static关键字,函数即被定义为静态函数。静态函数与普通函数不同，它只能在声明它的文件当中可见，不能被其它文件使用。

静态函数的例子：

//Example 4

#include <iostream.h>

static void fn();//声明静态函数

void main()

{

fn();

}

void fn()//定义静态函数

{

int n=10; cout<<n<<endl;

}
定义静态函数的好处：
静态函数不能被其它文件所用；
其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突；


二、面向对象的static关键字（类中的static关键字）

1、静态数据成员

在类内数据成员的声明前加上关键字static，该数据成员就是类内的静态数据成员。先举一个静态数据成员的例子。

可以看出，静态数据成员有以下特点：
对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个，静态数据成员在程序中也只有一份拷贝，由该类型的所有对象共享访问。也就是说，静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说，静态数据成员只分配一次内存，供所有对象共用。所以，静态数据成员的值对每个对象都是一样的，它的值可以更新；
静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间，所以不能在类声明中定义。在Example 5中，语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员；
静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；
因为静态数据成员在全局数据区分配内存，属于本类的所有对象共享，所以，它不属于特定的类对象，在没有产生类对象时其作用域就可见，即在没有产生类的实例时，我们就可以操作它；
静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式为：
＜数据类型＞＜类名＞::＜静态数据成员名＞=＜值＞
类的静态数据成员有两种访问形式：
＜类对象名＞.＜静态数据成员名＞ 或 ＜类类型名＞::＜静态数据成员名＞
如果静态数据成员的访问权限允许的话（即public的成员），可在程序中，按上述格式来引用静态数据成员 ；
静态数据成员主要用在各个对象都有相同的某项属性的时候。比如对于一个存款类，每个实例的利息都是相同的。所以，应该把利息设为存款类的静态数据成员。这有两个好处，第一，不管定义多少个存款类对象，利息数据成员都共享分配在全局数据区的内存，所以节省存储空间。第二，一旦利息需要改变时，只要改变一次，则所有存款类对象的利息全改变过来了；
同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：
静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性；
可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员，而全局变量不能；

2、静态成员函数
与静态数据成员一样，我们也可以创建一个静态成员函数，它为类的全部服务而不是为某一个类的具体对象服务。静态成员函数与静态数据成员一样，都是类的内部 实现，属于类定义的一部分。普通的成员函数一般都隐含了一个this指针，this指针指向类的对象本身，因为普通成员函数总是具体的属于某个类的具体对象的。通常情况下，this 是缺省的。如函数fn()实际上是this->fn()。但是与普通函数相比，静态成员函数由于不是与任何的对象相联系，因此它不具有this指针。从这个意义上讲，它无法访问属于类对象的非静态数据成员，也无法访问非静态成员函数，它只能调用其余的静态成员函数。

关于静态成员函数，可以总结为以下几点：
出现在类体外的函数定义不能指定关键字static；
静态成员之间可以相互访问，包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数；
非静态成员函数可以任意地访问静态成员函数和静态数据成员；
静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员；
由于没有this指针的额外开销，因此静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少许的增长；
调用静态成员函数，可以用成员访问操作符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数，也可以直接使用如下格式：
＜类名＞::＜静态成员函数名＞（＜参数表＞）
调用类的静态成员函数。

 

堆和栈的区别


一般认为在c中分为这几个存储区
1栈 - 有编译器自动分配释放
2堆 - 一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收
3全局区（静态区），全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静
态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。
- 程序结束释放
4另外还有一个专门放常量的地方。 - 程序结束释放
在函数体中定义的变量通常是在栈上，用malloc, calloc, realloc等分配内存的函数分
配得到的就是在堆上。在所有函数体外定义的是全局量，加了static修饰符后不管在哪
里都存放在全局区（静态区）,在所有函数体外定义的static变量表示在该文件中有效，
不能extern到别的文件用，在函数体内定义的static表示只在该函数体内有效。另外，
函数中的"adgfdf"这样的字符串存放在常量区。
比如：
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc";栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区，p3在栈上。
static int c =0； 全局（静态）初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"12345
6"优化成一块。
}
还有就是函数调用时会在栈上有一系列的保留现场及传递参数的操作。
栈的空间大小有限定，vc的缺省是2M。栈不够用的情况一般是程序中分配了大量数组和
递归函数层次太深。有一点必须知道，当一个函数调用完返回后它会释放该函数中所有
的栈空间。栈是由编译器自动管理的，不用你操心。
堆是动态分配内存的，并且你可以分配使用很大的内存。但是用不好会产生内存泄漏。
并且频繁地malloc和free会产生内存碎片（有点类似磁盘碎片），因为c分配动态内存时
是寻找匹配的内存的。而用栈则不会产生碎片。
在栈上存取数据比通过指针在堆上存取数据快些。
一般大家说的堆栈和栈是一样的，就是栈(stack)，而说堆时才是堆heap.
栈是先入后出的，一般是由高地址向低地址生长。


堆(heap)和栈(stack)是C/C++编程不可避免会碰到的两个基本概念。首先，这两个概念

都可以在讲数据结构的书中找到，他们都是基本的数据结构，虽然栈更为简单一些。

在具体的C/C++编程框架中，这两个概念并不是并行的。对底层机器代码的研究可以揭示

，栈是机器系统提供的数据结构，而堆则是C/C++函数库提供的。

具体地说，现代计算机(串行执行机制)，都直接在代码底层支持栈的数据结构。这体现

在，有专门的寄存器指向栈所在的地址，有专门的机器指令完成数据入栈出栈的操作。

这种机制的特点是效率高，支持的数据有限，一般是整数，指针，浮点数等系统直接支

持的数据类型，并不直接支持其他的数据结构。因为栈的这种特点，对栈的使用在程序

中是非常频繁的。对子程序的调用就是直接利用栈完成的。机器的call指令里隐含了把

返回地址推入栈，然后跳转至子程序地址的操作，而子程序中的ret指令则隐含从堆栈中

弹出返回地址并跳转之的操作。C/C++中的自动变量是直接利用栈的例子，这也就是为什

么当函数返回时，该函数的自动变量自动失效的原因(因为 颜换指戳说饔们暗 状态)。

 

和栈不同，堆的数据结构并不是由系统(无论是机器系统还是操作系统)支持的，而是由

函数库提供的。基本的malloc/realloc/free函数维护了一套内部的堆数据结构。当程序

使用这些函数去获得新的内存空间时，这套函数首先试图从内部堆中寻找可用的内存空

间，如果没有可以使用的内存空间，则试图利用系统调用来动态增加程序数据段的内存

大小，新分配得到的空间首先被组织进内部堆中去，然后再以适当的形式返回给调用者

。当程序释放分配的内存空间时，这片内存空间被返回内部堆结构中，可能会被适当的

处理(比如和其他空闲空间合并成更大的空闲空间)，以更适合下一次内存分配申请。这

套复杂的分配机制实际上相当于一个内存分配的缓冲池(Cache)，使用这套机制有如下若

干原因：

1. 系统调用可能不支持任意大小的内存分配。有些系统的系统调用只支持固定大小及其

倍数的内存请求(按页分配)；这样的话对于大量的小内存分类来说会造成浪费。

2. 系统调用申请内存可能是代价昂贵的。系统调用可能涉及用户态和核心态的转换。

3. 没有管理的内存分配在大量复杂内存的分配释放操作下很容易造成内存碎片。

堆和栈的对比

从以上知识可知，栈是系统提供的功能，特点是快速高效，缺点是有限制，数据不灵活

；而栈是函数库提供的功能，特点是灵活方便，数据适应面广泛，但是效率有一定降低

。栈是系统数据结构，对于进程/线程是唯一的；堆是函数库内部数据结构，不一定唯一

。不同堆分配的内存无法互相操作。栈空间分静态分配和动态分配两种。静态分配是编

译器完成的，比如自动变量(auto)的分配。动态分配由alloca函数完成。栈的动态分配

无需释放(是自动的)，也就没有释放函数。为可移植的程序起见，栈的动态分配操作是

不被鼓励的！堆空间的分配总是动态的，虽然程序结束时所有的数据空间都会被释放回

系统，但是精确的申请内存/释放内存匹配是良好程序的基本要素。


可以放一块思考
堆和栈的生长方向恰好相反，
|--------------| 低地址
| 堆 |
|--------------|
| | |
| I |
| |
| ^ |
| 栈 | 高地址
-----------------
所以计算机中的堆和栈经常时放一块讲的


nod 一般不是必要就不要动态创建，最讨厌把new出来的东西当局部变量用，用万了马上
delete 的做法.

理由
1.栈分配比堆快，只需要一条指令就呢给配所有的局部变量
2.栈不会出现内存碎片
3。栈对象好管理

当然，某些情况下也要那么写,比如
1.对象很大
2.对象需要在某个特定的时刻构造或析够
3.类只允许对象动态创建,比如VCL的大多数类

当然，必须用堆对象时也不能躲避


 对于类的申明（还没有定义）来说，可以有限的方式使用它。如我们可以声明指向该类类型的指针或引用。允许指针和引用是因为它们都有固定的大小，而与它们指向的对象的大小无关。只有到完全定义了该类才能对这些指针和引用解引用。
       只有对类定义了，才能声明该类类型对象。在程序中还没有看到类定义之前，数据成员只能是该类类型的指针或引用。 

       当一个类的类头被看到时，它就被视为已经声明了，所以一个类可以有指向自身类型的指针或引用作为数据成员。只有一个类的类体已经完整时，它才被视为已经被定义。

       所以可以有如下形式：

    class LinkScreen{

          Screen window;

          LinkScreen *next;

          LinkScreen *prev;

    }