C/C++ 中 static 关键字详解

static 是 C/C++ 中一个非常重要的关键字，用途灵活。它既可以修饰全局变量，也可以修饰局部变量和函数。在 C++ 中还可以修饰类成员变量和成员函数。本文将从不同角度详细讲解 static 的作用、生命周期和使用场景。

1. static 修饰全局变量

示例

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#include <stdio.h>

static int counter = 0; // 仅当前文件可见

void add() {
    counter++;
    printf("counter = %d\n", counter);
}

int main() {
    add(); // counter = 1
    add(); // counter = 2
    add(); // counter = 3
    return 0;
}

特点

• 生命周期：和普通全局变量一样，从程序开始到程序结束。
• 作用域：仅在当前源文件可见，无法通过 extern 在其他文件访问。
• 多次访问：变量值会一直保留，不会因为函数调用结束而销毁。

对比普通全局变量

使用 static 修饰全局变量可以避免命名冲突，增强封装性。

2. static 修饰局部变量

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#include <stdio.h>

void demo() {
    static int count = 0; // 局部静态变量
    count++;
    printf("count = %d\n", count);
}

int main() {
    demo(); // count = 1
    demo(); // count = 2
    demo(); // count = 3
    return 0;
}

特点

• 生命周期：从程序开始到程序结束，与全局变量一样。
• 作用域：仅在定义的函数内部可见。
• 多次访问：每次调用函数时，变量不会重新初始化，保留上一次的值。

3. static 修饰函数

示例

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#include <stdio.h>

static void hello() {
    printf("Hello, static function!\n");
}

int main() {
    hello();
    return 0;
}

特点

• 作用域：仅在定义的源文件内部可见，无法在其他文件中调用。
• 用途：限制函数的访问范围，防止命名冲突。

4. C++ 中 static 的使用

4.1 类静态成员变量

• 作用：类共享的变量，不属于某个对象实例。
• 访问方式：通过类名或对象实例访问。
• 存储期：静态存储期。

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#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    static int count;  // 声明
    MyClass() { count++; }
};

int MyClass::count = 0; // 定义并初始化

int main() {
    MyClass a;
    MyClass b;
    cout << "Count: " << MyClass::count << endl;  // Count: 2
    return 0;
}

4.2 类静态成员函数

• 作用：静态函数只能访问静态成员变量，不能访问非静态成员。
• 调用方式：通过类名或对象调用。

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class MyClass {
public:
    static void printCount() {
        cout << "Count: " << count << endl;
    }
    static int count;
};

int MyClass::count = 0;

int main() {
    MyClass::count = 10;
    MyClass::printCount();  // 输出 10
    return 0;
}

4.3 匿名命名空间替代 static（C++ 特有）

在 C++ 中，static 修饰全局函数和变量可以被匿名命名空间替代：

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namespace {
    int counter = 0;      // 等效 static int counter;
    void helper() {}      // 等效 static void helper();
}

匿名命名空间是 C++ 推荐的做法，比 static 更语义化。

5. 总结