Static c что это за программа

На этой странице приводятся сведения о ключевом слове модификатора static . Ключевое слово static также является частью директивы using static .

Модификатор static используется для объявления статического члена, принадлежащего собственно типу, а не конкретному объекту. Модификатор static можно использовать для объявления классов static . В классах, интерфейсах и структурах вы можете добавить модификатор static к полям, методам, свойствам, операторам, событиям и конструкторам. Модификатор static запрещено использовать с индексаторами или методами завершения. Дополнительные сведения см. в статье Статические классы и члены статических классов.

Модификатор static можно добавить в локальную функцию. Статическая локальная функция не может сохранять локальные переменные или состояние экземпляра.

Начиная с C# 9.0 можно добавить модификатор static в лямбда-выражение или анонимный метод. Статическое лямбда-выражение или анонимный метод не могут сохранять локальные переменные или состояние экземпляра.

Static Functions in C

Пример: статический класс

Следующий класс объявляется как static и содержит только методы static :

static class CompanyEmployee < public static void DoSomething() < /*. */ >public static void DoSomethingElse() < /*. */ >>

Объявление константы или типа неявно является членом static . На член static невозможно ссылаться через экземпляр, а можно только через имя типа. Например, рассмотрим следующий класс.

public class MyBaseC < public struct MyStruct < public static int x = 100; >>

Чтобы обратиться к члену static x , воспользуйтесь полным именем — MyBaseC.MyStruct.x (если только член не доступен из той же области действия).

Console.WriteLine(MyBaseC.MyStruct.x);

Так как экземпляр класса содержит отдельную копию всех полей экземпляра класса, каждому полю static соответствует только одна копия.

Невозможно использовать this для ссылки на методы static или методы доступа к свойствам.

Если к классу применяется ключевое слово static , все члены этого класса должны быть static .

Классы, интерфейсы и классы static могут иметь конструкторы static . Конструктор static вызывается на определенном этапе между запуском программы и созданием экземпляра класса.

Ключевое слово static имеет более ограниченное применение по сравнению с C++. Сведения о сравнении с ключевым словом С++ см. в статье Классы хранения (C++).

В качестве демонстрации членов static рассмотрим класс, представляющий сотрудника компании. Предположим, что этот класс содержит метод для подсчета сотрудников и поле для хранения их числа. И метод, и поле не принадлежат никакому экземпляру сотрудника. Они принадлежат всему классу сотрудников. В связи с этим они должны объявляться как члены static класса.

Пример: статическое поле и метод

В этом примере выполняется чтение имени и идентификатора нового сотрудника, увеличение счетчика сотрудников на единицу, а также отображение сведений о новом сотруднике и новом числе сотрудников. Эта программа считывает текущее число сотрудников с клавиатуры.

The Static Keyword in C

public class Employee4 < public string id; public string name; public Employee4() < >public Employee4(string name, string id) < this.name = name; this.id = id; >public static int employeeCounter; public static int AddEmployee() < return ++employeeCounter; >> class MainClass : Employee4 < static void Main() < Console.Write(«Enter the employee’s name: «); string name = Console.ReadLine(); Console.Write(«Enter the employee’s ID: «); string // Create and configure the employee object. Employee4 e = new Employee4(name, id); Console.Write(«Enter the current number of employees: «); string n = Console.ReadLine(); Employee4.employeeCounter = Int32.Parse(n); Employee4.AddEmployee(); // Display the new information. Console.WriteLine($»Name: «); Console.WriteLine($»ID: «); Console.WriteLine($»New Number of Employees: «); > > /* Input: Matthias Berndt AF643G 15 * Sample Output: Enter the employee’s name: Matthias Berndt Enter the employee’s ID: AF643G Enter the current number of employees: 15 Name: Matthias Berndt ID: AF643G New Number of Employees: 16 */

Пример: статическая инициализация

В этом примере показано, как можно инициализировать поле static , используя другое поле static , которое еще не объявлено. Результаты будут неопределенными до тех пор, пока вы явно не присвоите значение полю static .

class Test < static int x = y; static int y = 5; static void Main() < Console.WriteLine(Test.x); Console.WriteLine(Test.y); Test.x = 99; Console.WriteLine(Test.x); >> /* Output: 0 5 99 */

Спецификация языка C#

Дополнительные сведения см. в спецификации языка C#. Спецификация языка является предписывающим источником информации о синтаксисе и использовании языка C#.

См. также

• Справочник по C#
• Руководство по программированию на C#
• Ключевые слова в C#
• Модификаторы
• Директива using static
• Статические классы и члены статических классов

Источник: learn.microsoft.com

Static: Многоцелевое ключевое слово

Большинство ключевых слов C++ позволяют сделать одну вещь. Вы используете int для объявления целочисленной переменной, или тогда, когда функция возвращает целое значение, или принимает целое число в качестве аргумента. Вы используете оператор new для выделения памяти, а оператор delete — для ее освобождения. Вы можете использовать const для указания, что значение переменной не может быть изменено. По иронии судьбы, ключевое слово static , хотя и означает «неизменный», имеет несколько (и, видимо, не связанных между собой) способов использования. Ключевое слово static может быть использовано в трех основных контекстах:

• внутри функции;
• внутри определения класса;
• перед глобальной переменной внутри файла, составляющего многофайловую программу.

Использование static внутри функции является самым простым. Это просто означает, что после того, как переменная была инициализирована, она остается в памяти до конца программы. Вы можете думать об этом, как о переменной, которая хранит свое значение до полного завершения программы.

Например, вы можете использовать статическую переменную для записи количества раз, когда функция была вызвана, просто добавив строки static int count = 0; и count++; в функцию. Так как count является статической переменной, строка static int count = 0; будет выполняться только один раз. Всякий раз, когда функция вызывается, count будет иметь последнее значение, данное ему.

Вы также можете использовать static таким образом, чтобы предотвратить переинициализацию переменной внутри цикла. Например, в следующем коде переменная number_of_times будет равна 100, несмотря на то что строка static int number_of_times = 0; находится внутри цикла, где она, по-видимому, должна исполнятся каждый раз, когда программа доходит до цикла. Хитрость заключается в том, что ключевое слово static препятствует повторной инициализации переменной. Одной из особенностей использования ключевого слова static является то, что оно автоматически устанавливает переменную в ноль для вас — но не полагайтесь на это (это делает ваши намерения неясными).

for(int ix=0; ix < 10; ix++) < for(int iy = 0; iy < 10; iy++) < static int number_of_times = 0; number_of_times++; >>

Вы можете использовать статические переменные для сохранения информации о последнем значении возвращенной функции, например, если вы хотите сохранить максимальное значение, рассчитанное по функции. Если вы делаете разбор строки, вы можете также хранить последний знак, возвращенный функцией, для того, чтобы иметь возможность вызвать ее с аргументом, означающим, что она должна вернуть последний знак.

Второе использование static — внутри определения класса. Хотя большинство переменных, объявленных внутри класса могут иметь разное значение в каждом экземпляре класса, статические поля класса будут иметь то же значение для всех экземпляров данного класса и даже не обязательно создавать экземпляр этого класса.

Полезно представить себе, что статические переменные класса содержат информацию, необходимую для создания новых объектов (например в фабрике классов). Например, если вы хотите пронумеровать экземпляры класса, можно использовать статическую переменную для отслеживания последнего используемого номера. Важно отметить, что хорошим тоном при использовании статических переменных класса является использование class_name::х; , а не instance_of_class.x; . Это помогает напомнить программисту, что статические переменные не принадлежат к одному экземпляру класса, и что вам не обязательно создавать экземпляр этого класса. Как вы уже, наверное, заметили, для доступа к static можно использовать оператор области видимости, :: , когда вы обращаетесь к нему через имя класса.

Важно иметь в виду, при отладке или реализации программы с использованием static , что вы не можете инициализировать его внутри класса. В самом деле, если вы решите написать весь код класса в файл заголовка, вы даже не сможете инициализировать статическую переменную внутри файла заголовка; сделайте это в файле .cpp . Кроме того, вам необходимо инициализировать статические члены класса, или их не будет в области видимости. (Синтаксис немного странный: type class_name::static_variable = value .)

У вас также могут быть статические функции класса. Статические функции — это функции, которые не требуют экземпляра класса и вызываются так же, по аналогии со статическими переменным, с именем класса, а не с именем объекта. Например, a_class::static_function(); , а не an_instance.function(); . Статические функции могут работать только со статическими членами класса, так как они не относятся к конкретным экземплярам класса. Статические функции могут быть использованы для изменения статических переменных, отслеживать их значения — например, вы можете использовать статическую функцию, если вы решили использовать счетчик, чтобы дать каждому экземпляру класса уникальный идентификатор.

Например, вы можете использовать следующий код:

class user < private: int id; static int next_id; public: static int next_user_id() < next_id++; return next_id; >// остальные методы для класса user user() // конструктор класса < // или вызов метода, >>; int user::next_id = 0;

Обратите внимание, что вы должны включать тип статической переменной, когда вы устанавливаете его!

user a_user;

установит идентификатор на следующий идентификационный номер, не используемый любым другим объектом user . Обратите внимание, что это хороший стиль объявления идентификатора как константы.

Последнее использование static — глобальная переменная в файле кода. В этом случае использование static указывает, что исходный код в других файлах, которые являются частью проекта, не может получить доступ к переменной. Только код внутри того же файла может увидеть переменную (её область видимости ограничена файлом). Эта техника может быть использована для моделирования объектно-ориентированного кода, потому что она ограничивает видимость переменных и таким образом помогает избежать конфликта имен. Этот способ использования static является пережитком Cи.

Источник: cppstudio.com

Пока смерть не разлучит нас или всё о static в C++

Всем привет. На одном из код-ревью я столкнулся с мыслью, что многие, а чего скрывать и я сам, не то чтобы хорошо понимаем когда нужно использовать ключевое слова static. В данной статье я хотел бы поделиться своими знаниями и информацией по поводу ключевого слова static. Статья будет полезна как начинающим программистам, так и людям, работающим с языком С++. Для понимания статьи у вас должны быть знания о процессе сборки проектов и владение языком С/С++ на базовом уровне. Кстати, static используется не только в С++, но и в С. В этой статье я буду говорить о С++, но имейте в виду, что всё то, что не связано с объектами и классами, в основном применимо и к языку С.

Что такое static?

Static — это ключевое слово в C++, используемое для придания элементу особых характеристик. Для статических элементов выделение памяти происходит только один раз и существуют эти элементы до завершения программы. Хранятся все эти элементы не в heap и не на stack, а в специальных сегментах памяти, которые называются .data и .bss (зависит от того инициализированы статические данные или нет). На картинке ниже показан типичный макет программной памяти.

Где используется?

Ниже приведена схема, как и где используется static в программе.

А теперь я постараюсь детально описать все то, что изображено на схеме. Поехали!

Статические переменные внутри функции

Статические переменные при использовании внутри функции инициализируются только один раз, а затем они сохраняют свое значение. Эти статические переменные хранятся в статической области памяти (.data или .bss), а не в стеке, что позволяет хранить и использовать значение переменной на протяжении всей жизни программы. Давайте рассмотрим две почти одинаковые программы и их поведение. Отличие в них только в том, что одна использует статическую переменную, а вторая нет.

#include void counter() < static int count = 0; // строка 4 std::cout int main() < for (int i = 0; i < 10; ++i) < counter(); >return 0; >

Вывод программы:

0123456789

#include void counter() < int count = 0; // строка 4 std::cout int main() < for (int i = 0; i < 10; ++i) < counter(); >return 0; >

Вывод программы:

Если не использовать static в строке 4, выделение памяти и инициализация переменной count происходит при каждом вызове функции counter(), и уничтожается каждый раз, когда функция завершается. Но если мы сделаем переменную статической, после инициализации (при первом вызове функции counter()) область видимости count будет до конца функции main(), и переменная будет хранить свое значение между вызовами функции counter().

Статические объекты класса

Статический объект класса имеет такие же свойства как и обычная статическая переменная, описанная выше, т.е. хранится в .data или .bss сегменте памяти, создается на старте и уничтожается при завершении программы, и инициализируется только один раз. Инициализация объекта происходит, как и обычно — через конструктор класса. Рассмотрим пример со статическим объектом класса.

#include class Base < // строка 3 public: Base() < // строка 5 std::cout ~Base() < // строка 8 std::cout >; void foo() < static Base obj; // строка 14 >// строка 15 int main() < foo(); // строка 18 std::cout

Вывод программы:

Constructor
End of main()
Destructor

В строке 3 мы создаем класс Base с конструктором (строка 5) и деструктором (строка 8). При вызове конструктора либо деструктора мы выводим название метода класса в консоль. В строке 14 мы создаем статический объект obj класса Base. Создание этого статического объекта будет происходить только при первом вызове функции foo() в строке 18.

Из-за того, что объект статический, деструктор вызывается не при выходе из функции foo() в строке 15, а только при завершении программы, т.к. статический объект разрушается при завершении программы. Ниже приведен пример той же программы, за исключением того, что наш объект нестатический.

#include class Base < public: Base() < std::cout ~Base() < std::cout >; void foo() < Base obj; >// строка 15 int main()

Если мы уберем static при создании переменной в функции foo(), то разрушение объекта будет происходить в строке 15 при каждом вызове функции. В таком случае вывод программы будет вполне ожидаемый для локальной переменной с выделенной памятью на стеке:

Constructor
Destructor
End of main()

Статические члены класса

В сравнении с предыдущими вариантами использования, статические члены класса немного сложнее для понимания. Давайте разберемся, почему. Предположим, у нас есть следующая программа:

#include class A < // строка 3 public: A() < std::cout ~A() < std::cout >; class B < // строка 9 public: B() < std::cout ~B() < std::cout private: static A a; // строка 15 (объявление) >; int main() < B b; // строка 19 return 0; >

В нашем примере мы создали класс А (строка 3) и класс В (строка 9) со статическими членами класса (строка 15). Мы предполагаем, что при создании объекта b в строке 19 будет создан объект a в строке 15. Так бы и произошло, если бы мы использовали нестатические члены класса. Но вывод программы будет следующим:

Constructor B
Destructor B

Причиной такого поведения является то, что статические члены класса не инициализируются с помощью конструктора, поскольку они не зависят от инициализации объекта. Т.е. в строке 15 мы только объявляем объект, а не определяем его, так как определение должно происходить вне класса с помощью оператора разрешения области видимости (::). Давайте определим члены класса B.

#include class A < public: A() < std::cout ~A() < std::cout >; class B < public: B() < std::cout ~B() < std::cout private: static A a; // строка 15 (объявление) >; A B::a; // строка 18 (определение) int main()

Теперь, после того как мы определили наш статический член класса в строке 18, мы можем увидеть следующий результат программы:

Constructor A
Constructor B
Destructor B
Destructor A

Нужно помнить, что член класса будет один для всех экземпляров класса B, т.е. если мы создали три объекта класса B, то конструктор статического члена класса будет вызван только один раз. Вот пример того, о чем я говорю:

#include class A < public: A() < std::cout ~A() < std::cout >; class B < public: B() < std::cout ~B() < std::cout private: static A a; // объявление static int count; // объявление >; A B::a; // определение int B::count = 1; // определение int main()

Вывод программы:

Constructor A
Constructor B1
Constructor B2
Constructor B3
Destructor B3
Destructor B2
Destructor B1
Destructor A

Статические функции

Статические функции пришли в С++ из С. По умолчанию все функции в С глобальные и, если вы захотите создать две функции с одинаковым именем в двух разных .c(.cpp) файлах одного проекта, то получите ошибку о том, что данная функция уже определена (fatal error LNK1169: one or more multiply defined symbols found). Ниже приведен листинг трех файлов одной программы.

// extend_math.cpp int sum(int a, int b)
// math.cpp int sum(int a, int b)
// main.cpp int sum(int, int); // declaration int main()

Для того чтобы исправить данную проблему, одну из функций мы объявим статической. Например эту:

// extend_math.cpp static int sum(int a, int b)

В этом случае вы говорите компилятору, что доступ к статическим функциям ограничен файлом, в котором они объявлены. И он имеет доступ только к функции sum() из math.cpp файла. Таким образом, используя static для функции, мы можем ограничить область видимости этой функции, и данная функция не будет видна в других файлах, если, конечно, это не заголовочный файл (.h).

Как известно, мы не можем определить функцию в заголовочном файле не сделав ее inline или static, потому что при повторном включении этого заголовочного файла мы получим такую же ошибку, как и при использовании двух функций с одинаковым именем. При определении статической функции в заголовочном файле мы даем возможность каждому файлу (.cpp), который сделает #include нашего заголовочного файла, иметь свое собственное определение этой функции. Это решает проблему, но влечет за собой увеличение размера выполняемого файла, т.к. директива include просто копирует содержимое заголовочного файла в .cpp файл.

Статические функции-члены класса (методы)

Статическую функцию-член вы можете использовать без создания объекта класса. Доступ к статическим функциям осуществляется с использованием имени класса и оператора разрешения области видимости (::). При использовании статической функции-члена есть ограничения, такие как:

1. Внутри функции обращаться можно только к статическим членам данных, другим статическим функциям-членам и любым другим функциям извне класса.
2. Статические функции-члены имеют область видимости класса, в котором они находятся.
3. Вы не имеете доступа к указателю this класса, потому что мы не создаем никакого объекта для вызова этой функции.

#include class A < public: A() < std::cout ~A() < std::cout static void foo() < // строка 8 std::cout >; int main() < A::foo(); // строка 14 return 0; >

В классе A в строке 8 у нас есть статическая функция-член foo(). В строке 14, мы вызываем функцию используя имя класса и оператор разрешения области видимости и получаем следующий результат программы:

static foo()

Из вывода видно, что никакого создания объекта нет и конструктор/деструктор не вызывается.

Если бы метод foo() был бы нестатическим, то компилятор выдал бы ошибку на выражение в строке 14, т.к. нужно создать объект для того, чтобы получить доступ к его нестатическим методам.

В одной статье в интернете я нашел совет от автора – «Используйте static везде, где только можно». Я хотел бы написать, почему так делать не стоит, а стоит использовать только в случае необходимости.

• Статические переменные медленнее, чем нестатические переменные. Для того, чтобы обратиться к статической переменной, нам нужно сделать несколько дополнительных действий, таких как переход в другой сегмент памяти и проверка инициализации переменной. Чаще всего, быстрее выделить локальную переменную на стеке, чем делать дополнительные действия по использованию статической переменной.
• Если вы используете многопоточность, то здесь вы должны быть крайне осторожными, т.к. возможна ситуация, когда два и более потока захотят писать в одну статическую переменную. Если вы будете использовать нестатические переменные в функциях, то избежите подобного, т.к. для каждого потока будет создана собственная нестатическая переменная.
• Ключевое слово static является неотъемлемой частью порождающего шаблона проектирования Singleton, который гарантирует, что будет создан только один экземпляр этого класса. В реализации этого паттерна используется и статический объект, и статическая функция-член. На практике вы можете использовать Singleton для создания объекта трейсера, логгера или любого другого объекта, который должен быть один на всё ваше приложение.
• Иногда для того, чтобы функция отработала только один раз без хранения предыдущего состояния где-то в объекте, используют статические переменные. Пример вы можете посмотреть в разделе «Статические переменные внутри функции». Но это не очень хороший подход, и может привести к долгим часам поиска ошибки, если вы используете многопоточность.
• На практике, программисты C++ часто используют статические функции-члены как альтернативу обычным функциям, которые не требуют создания объекта для выполнения ее.

Источник: habr.com