【C++】static、const、constexpr、全局变量、局部变量

const定义的常量在超出其作用域之后其空间会被释放,而static定义的静态常量在函数执行后不会释放其存储空间。

static

static表示的是静态的。类的静态成员函数、静态成员变量是和类相关的,而不是和类的具体对象相关的。即使没有具体对象,也能调用类的静态成员函数和成员变量。一般类的静态函数几乎就是一个全局函数,只不过它的作用域限于包含它的文件中。
在C++中,static静态成员变量不能在类的内部初始化。在类的内部只是声明,定义必须在类定义体的外部,通常在类的实现文件中初始化,如:double Account::Rate = 2.25;static关键字只能用于类定义体内部的声明中,定义时不能标示为static
被static修饰的变量属于类变量,可以通过类名.变量名直接引用,而不需要new出一个类来;被static修饰的方法属于类方法,可以通过类名.方法名直接引用,而不需要new出一个类来。被static修饰的变量、被static修饰的方法统一属于类的静态资源,是类实例之间共享的,换言之,一处变、处处变。

静态全局变量

  1. 静态变量都在全局数据区分配内存(包括静态局部变量);
  2. 未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0(在函数体内声明的自动变量的值是随机的,除非它被显式初始化,而在函数体外被声明的自动变量也会被初始化为0);
  3. 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。
  4. 全局变量和全局静态变量的区别
  • 全局变量是不显式用static修饰的全局变量,全局变量默认是有外部链接性的,作用域是整个工程,在一个文件内定义的全局变量,在另一个文件中,通过extern 全局变量名的声明,就可以使用全局变量。
  • 全局静态变量是显式用static修饰的全局变量,作用域是声明此变量所在的文件,其他的文件即使用extern声明也不能使用。
  • 静态局部变量*
  1. 该变量在全局数据区分配内存;
  2. 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;
  3. 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;
  4. 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。
    一般程序把新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。

const

const成员变量也不能在类定义处初始化,只能通过构造函数初始化列表进行,并且必须有构造函数。
const数据成员只在某个对象生存期内是常量,而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象,不同的对象其const数据成员的值可以不同。所以不能在类的声明中初始化const数据成员,因为类的对象没被创建时,编译器不知道const数据成员的值是什么。
const数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化列表中进行。要想建立在整个类中都恒定的常量,应该用类中的枚举常量来实现,或者static const。

const修饰指针:https://www.cnblogs.com/qxj511/p/4965793.html

constexpr

constexpr是C++11中新增的关键字,其语义是“常量表达式”,也就是在编译期可求值的表达式。最基础的常量表达式就是字面值或全局变量/函数的地址或sizeof等关键字返回的结果,而其它常量表达式都是由基础表达式通过各种确定的运算得到的。constexpr值可用于enum、switch、数组长度等场合。

constexpr所修饰的变量一定是编译期可求值的,所修饰的函数在其所有参数都是constexpr时,一定会返回constexpr。

constexpr还能用于修饰类的构造函数,即保证如果提供给该构造函数的参数都是constexpr,那么产生的对象中的所有成员都会是constexpr,该对象也就是constexpr对象了,可用于各种只能使用constexpr的场合。注意,constexpr构造函数必须有一个空的函数体,即所有成员变量的初始化都放到初始化列表中。

constexpr的好处:

  • 是一种很强的约束,更好地保证程序的正确语义不被破坏。
  • 编译器可以在编译期对constexpr的代码进行非常大的优化,比如将用到的constexpr表达式都直接替换成最终结果等。
  • 相比宏来说,没有额外的开销,但更安全可靠。

对比

const成员函数主要目的是防止成员函数修改对象的内容。即const成员函数不能修改成员变量的值,但可以访问成员变量。当方法成员函数时,该函数只能是const成员函数。

static成员函数主要目的是作为类作用域的全局函数。不能访问类的非静态数据成员。类的静态成员函数没有this指针,这导致:1、不能直接存取类的非静态成员变量,调用非静态成员函数2、不能被声明为virtual

参考

https://blog.csdn.net/lp10031312/article/details/79512165

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