c++ static和extern详细分析

本文主要是介绍c++ static和extern详细分析，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一.static作用

1.概念

在C++中，static关键字可以用于多种情况，它的作用取决于具体使用的场景：

在全局变量中使用static：在全局变量前加上static关键字，可以将其作用域限定在当前文件中，这样其他文件无法访问该变量。
在局部变量中使用static：在函数内部的局部变量前加上static关键字，可以使该变量保持其值在函数调用之间持久不变，即仅初始化一次，而不会在每次函数调用时重新初始化。
在成员变量中使用static：在类中声明的静态成员变量只有一个副本，不依赖于类的实例，可以通过类名访问，也可以通过类的实例访问。静态成员变量在程序启动时分配内存，在程序结束时销毁内存。
在成员函数中使用static：静态成员函数不依赖于类的实例，可以直接通过类名访问。静态成员函数不能访问类的非静态成员变量和非静态成员函数，只能访问静态成员变量和静态成员函数。

总的来说，static关键字的作用是控制变量或函数的作用域、生命周期以及访问方式。

2.代码分析

在全局变量中使用static，使变量作用域限定在当前文件中：

// File1.cpp
#include <iostream>static int g_globalVar = 10; // static关键字使变量g_globalVar只能在当前文件中访问void PrintGlobalVar() {std::cout << "Global variable in File1: " << g_globalVar << std::endl;
}// File2.cpp
#include <iostream>// 使用extern声明方式访问File1.cpp中的全局变量
extern int g_globalVar;void PrintGlobalVar() {std::cout << "Global variable in File2: " << g_globalVar << std::endl;
}int main() {PrintGlobalVar();return 0;
}

在局部变量中使用static，使局部变量保持其值在函数调用之间持久不变：

#include <iostream>void TestStaticLocalVar() {static int staticVar = 0; // 只初始化一次，保持在函数调用之间的值不变staticVar++;std::cout << "Static local variable value: " << staticVar << std::endl;
}int main() {TestStaticLocalVar(); // 输出1TestStaticLocalVar(); // 输出2TestStaticLocalVar(); // 输出3return 0;
}

在成员变量中使用static，静态成员变量在程序启动时分配内存，在程序结束时销毁内存：

#include <iostream>class MyClass {
public:static int staticVar;
};// 静态成员变量在类外部初始化
int MyClass::staticVar = 0;int main() {MyClass obj1, obj2;// 通过对象来访问静态成员变量obj1.staticVar = 10;std::cout << "staticVar value in obj1: " << obj1.staticVar << std::endl;// 通过类名来访问静态成员变量MyClass::staticVar = 20;std::cout << "staticVar value in MyClass: " << MyClass::staticVar << std::endl;return 0;
}

在成员函数中使用static，静态成员函数不依赖于类的实例，可以直接通过类名访问：

#include <iostream>class MyClass {
public:static void StaticMemberFunction() {std::cout << "Static member function called." << std::endl;}
};int main() {MyClass::StaticMemberFunction(); // 直接通过类名调用静态成员函数MyClass obj;obj.StaticMemberFunction(); // 也可以通过对象调用静态成员函数return 0;
}

二.extern作用

1.概念

extern是一种关键字，用于在C++中声明一个变量、函数或者类，在某个文件中定义，而在其他文件中引用。主要作用如下：

声明变量或函数：使用extern关键字可以在一个文件中声明一个变量或函数，而实际的定义将在其他文件中进行。这样可以实现跨文件之间的变量和函数共享。
解决变量重复定义问题：当一个变量需要在多个文件中使用时，可以在其中一个文件中定义并使用extern声明，而其他文件只需要通过extern进行引用，避免了变量重复定义的问题。
在不同文件中共享全局变量或函数：通过extern关键字，可以在一个文件中定义全局变量或函数，然后在其他文件中使用extern来引用这些变量或函数，实现全局变量和函数的共享。
链接符号解析：当编译器在链接多个文件中的函数和变量时，extern关键字可以告诉编译器这些符号将在其他文件中定义，可以帮助编译器正确解析这些符号，确保程序能够正常链接。

总的来说，extern关键字的作用是帮助实现多文件之间全局变量和函数的共享和引用，以及解决变量重复定义问题，确保程序能够正确链接和运行。

2.样例代码

File1.cpp#include <iostream>int g_globalVar = 42; // 定义全局变量g_globalVarvoid PrintGlobalVar() {std::cout << "Global variable in File1: " << g_globalVar << std::endl;
}
File2.cpp#include <iostream>extern int g_globalVar; // 声明全局变量g_globalVar，标明该变量会在其他文件中定义int main() {std::cout << "Global variable in File2: " << g_globalVar << std::endl;return 0;
}