C/C++靜態變數static詳解
靜態變數作用範圍在一個檔案內，程式開始時分配空間，結束時釋放空間，預設初始化為0，使用時可以改變其值。
靜態變數或靜態函式只有本檔案內的程式碼才能訪問它，它的名字在其它檔案中不可見。
用法1：函式內部宣告的static變數，可作為物件間的一種通訊機制
如果一區域性變數被宣告為static，那麼將只有唯一的一個靜態分配的物件，它被用於在該函式的所有呼叫中表示這個變數。這個物件將只在執行執行緒第一次到達它的定義使初始化。
用法2：區域性靜態物件
對於區域性靜態物件，建構函式是在控制執行緒第一次通過該物件的定義時呼叫。在程式結束時，區域性靜態物件的解構函式將按照他們被構造的相反順序逐一呼叫，沒有規定確切時間。
用法3：靜態成員和靜態成員函式
如果一個變數是類的一部分，但卻不是該類的各個物件的一部分，它就被成為是一個static靜態成員。一個static成員只有唯一的一份副本，而不像常規的非static成員那樣在每個物件裡各有一份副本。同理，一個需要訪問類成員，而不需要針對特定物件去呼叫的函式，也被稱為一個static成員函式。
類的靜態成員函式只能訪問類的靜態成員(變數或函式)。
進一步詳細解釋如下：
1.先來介紹它的第一條也是最重要的一條：隱藏
當我們同時編譯多個檔案時，所有未加static字首的全域性變數和函式都具有全域性可見性。為理解這句話，我舉例來說明。我們要同時編譯兩個原始檔，一個是
char a = 'A'; // global variable
void msg() { printf("Hello\n"); }
下面是main.c的內容：
int main(void) {
extern char a; // extern variable must be declared before use
printf("%c ", a);
(void)msg();
return 0; }
程式的執行結果是： A Hello
你可能會問：為什麼在a.c中定義的全域性變數
如果加了static，就會對其它原始檔隱藏。例如在a和msg的定義前加上static，main.c就看不到它們了。利用這一特性可以在不同的檔案中定義同名函式和同名變數，而不必擔心命名衝突。Static可以用作函式和變數的字首，對於函式來講，static的作用僅限於隱藏，而對於變數，static還有下面兩個作用。
2. static的第二個作用是保持變數內容的持久
儲存在靜態資料區的變數會在程式剛開始執行時就完成初始化，也是唯一的一次初始化。共有兩種變數儲存在靜態儲存區：全域性變數和static變數，只不過和全域性變數比起來，static可以控制變數的可見範圍，說到底static還是用來隱藏的。雖然這種用法不常見，但我還是舉一個例子。
#include ＜stdio.h＞
int fun(void){
static int count = 10; // 事實上此賦值語句從來沒有執行過
return count--;
}
int count = 1;
int main(void) {
printf("global\t\tlocal static\n");
for(; count ＜= 10; ++count)
printf("%d\t\t%d\n", count, fun());
return 0; }
程式的執行結果是：
global local static
1 10
2 9
3 8
4 7
5 6
6 5
7 4
8 3
9 2
10 1
#include <iostream>
using namespace std;
class A{
private:
static int i;
public:
void set(int x)const;
void get(){
cout<<i<<endl;
}
};
void A::set(int x)const{
i = x;
}
int A::i = 10;
int main(){
A a;
a.set(100);
a.get(); //output:100
return 0;
}
3. static的第三個作用是預設初始化為0.其實全域性變數也具備這一屬性，因為全域性變數也儲存在靜態資料區
在靜態資料區，記憶體中所有的位元組預設值都是0x00，某些時候這一特點可以減少程式設計師的工作量。比如初始化一個稀疏矩陣，我們可以一個一個地把所有元素都置0，然後把不是0的幾個元素賦值。如果定義成靜態的，就省去了一開始置0的操作。再比如要把一個字元陣列當字串來用，但又覺得每次在字元陣列末尾加‘\0’太麻煩。如果把字串定義成靜態的，就省去了這個麻煩，因為那裡本來就是‘\0’。不妨做個小實驗驗證一下。
#include ＜stdio.h＞
int a;
int main(void){
int i;
static char str[10];
printf("integer: %d; string: (begin)%s(end)", a, str);
return 0;
}
程式的執行結果如下integer： 0； string： （begin）（end）
最後對static的三條作用做一句話總結。首先static的最主要功能是隱藏，其次因為static變數存放在靜態儲存區，所以它具備永續性和預設值0.
4. 用static宣告的函式和變數小結
static 宣告的變數在C語言中有兩方面的特徵：
1)、變數會被放在程式的全域性儲存區中，這樣可以在下一次呼叫的時候還可以保持原來的賦值。這一點是它與堆疊變數和堆變數的區別。
2)、變數用static告知編譯器，自己僅僅在變數的作用範圍內可見。這一點是它與全域性變數的區別。
Tips:
A.若全域性變數僅在單個C檔案中訪問，則可以將這個變數修改為靜態全域性變數，以降低模組間的耦合度；
B.若全域性變數僅由單個函式訪問，則可以將這個變數改為該函式的靜態區域性變數，以降低模組間的耦合度；
C.設計和使用訪問動態全域性變數、靜態全域性變數、靜態區域性變數的函式時，需要考慮重入問題；
D.如果我們需要一個可重入的函式，那麼，我們一定要避免函式中使用static變數(這樣的函式被稱為：帶“內部儲存器”功能的的函式)
E.函式中必須要使用static變數情況:比如當某函式的返回值為指標型別時，則必須是static的區域性變數的地址作為返回值，若為auto型別，則返回為錯指標。
函式前加static使得函式成為靜態函式。但此處“static”的含義不是指儲存方式，而是指對函式的作用域僅侷限於本檔案(所以又稱內部函式)。使用內部函式的好處是：不同的人編寫不同的函式時，不用擔心自己定義的函式，是否會與其它檔案中的函式同名。
擴充套件分析:
術語static有著不尋常的歷史.起初，在C中引入關鍵字static是為了表示退出一個塊後仍然存在的區域性變數。隨後，static在C中有了第二種含義：用來表示不能被其它檔案訪問的全域性變數和函式。為了避免引入新的關鍵字，所以仍使用static關鍵字來表示這第二種含義。最後，C++重用了這個關鍵字，並賦予它與前面不同的第三種含義：表示屬於一個類而不是屬於此類的任何特定物件的變數和函式(與Java中此關鍵字的含義相同)。
全域性變數、靜態全域性變數、靜態區域性變數和區域性變數的區別
變數可以分為：全域性變數、靜態全域性變數、靜態區域性變數和區域性變數。
(1) 按儲存區域分，全域性變數、靜態全域性變數和靜態區域性變數都存放在記憶體的靜態儲存區域，區域性變數存放在記憶體的棧區。
(2) 按作用域分，全域性變數在整個工程檔案內都有效；靜態全域性變數只在定義它的檔案內有效；靜態區域性變數只在定義它的函式內有效，只是程式僅分配一次記憶體，函式返回後，該變數不會消失；區域性變數在定義它的函式內有效，但是函式返回後失效。
全域性變數(外部變數)的說明之前再冠以static就構成了靜態的全域性變數。全域性變數本身就是靜態儲存方式，靜態全域性變數當然也是靜態儲存方式。這兩者在儲存方式上並無不同。這兩者的區別雖在於非靜態全域性變數的作用域是整個源程式，當一個源程式由多個原始檔組成時，非靜態的全域性變數在各個原始檔中都是有效的。 而靜態全域性變數則限制了其作用域，即只在定義該變數的原始檔內有效，在同一源程式的其它原始檔中不能使用它。由於靜態全域性變數的作用域侷限於一個原始檔內，只能為該原始檔內的函式公用，因此可以避免在其它原始檔中引起錯誤。
從以上分析可以看出，把區域性變數改變為靜態變數後是改變了它的儲存方式即改變了它的生存期。把全域性變數改變為靜態變數後是改變了它的作用域，限制了它的使用範圍。
(1) static 函式與普通函式作用域不同。僅在本檔案。只在當前原始檔中使用的函式應該說明為內部函式(static)，內部函式應該在當前原始檔中說明和定義。對於可在當前原始檔以外使用的函式，應該在一個頭檔案中說明，要使用這些函式的原始檔要包含這個標頭檔案
(2) static全域性變數與普通的全域性變數有什麼區別：static全域性變數只初始化一次，防止在其他檔案單元中被引用;
(3) static區域性變數和普通區域性變數有什麼區別：static區域性變數只被初始化一次，下一次依據上一次結果值；
(4) static函式與普通函式有什麼區別：static函式在記憶體中只有一份，普通函式在每個被呼叫中維持一份拷貝.
(5) 全域性變數和靜態變數如果沒有手工初始化，則由編譯器初始化為0。區域性變數的值不可知。
C++的static
C++的static有兩種用法：面向過程程式設計的static和麵向物件程式設計中的static。前者應用於普通變數和函式，不涉及類；後者主要說明static在類中的作用。
(1)、面向過程設計中的static
1)、靜態全域性變數
在全域性變數前，加上關鍵字static，該變數就被定義成為一個靜態全域性變數。我們先舉一個靜態全域性變數的例子，如下：
//Example 1
#include <iostream.h>
void fn();
static int n; //定義靜態全域性變數
void main()
{
n=20;
cout<<n<<endl;
fn();
}
void fn()
{
n++;
cout<<n<<endl;
}
靜態全域性變數有以下特點：
i ) 該變數在全域性資料區分配記憶體；
ii ) 未經初始化的靜態全域性變數會被程式自動初始化為0（自動變數的值是隨機的，除非它被顯式初始化）；
iii ) 靜態全域性變數在宣告它的整個檔案都是可見的，而在檔案之外是不可見的；
靜態變數都在全域性資料區分配記憶體，包括後面將要提到的靜態區域性變數。對於一個完整的程式，在記憶體中的分佈情況如下圖：
程式碼區
全域性資料區
堆區
棧區
一般程式的由new產生的動態資料存放在堆區，函式內部的自動變數存放在棧區。自動變數一般會隨著函式的退出而釋放空間，靜態資料（即使是函式內部的靜態區域性變數）也存放在全域性資料區。全域性資料區的資料並不會因為函式的退出而釋放空間。細心的讀者可能會發現，Example 1中的程式碼中將
static int n; //定義靜態全域性變數
改為
int n; //定義全域性變數
程式照樣正常執行。的確，定義全域性變數就可以實現變數在檔案中的共享，但定義靜態全域性變數還有以下好處：
1) 靜態全域性變數不能被其它檔案所用；
2) 其它檔案中可以定義相同名字的變數，不會發生衝突；
您可以將上述示例程式碼改為如下：
//Example 2
//File1
#include <iostream.h>
void fn();
static int n; //定義靜態全域性變數
void main()
{
n=20;
cout<<n<<endl;
fn();
}
//File2
#include <iostream.h>
extern int n;
void fn()
{
n++;
cout<<n<<endl;
}
編譯並執行Example 2，您就會發現上述程式碼可以分別通過編譯，但執行時出現錯誤。試著將
static int n; //定義靜態全域性變數
改為
int n; //定義全域性變數
再次編譯執行程式，細心體會全域性變數和靜態全域性變數的區別。
(2)、靜態區域性變數
在區域性變數前，加上關鍵字static，該變數就被定義成為一個靜態區域性變數。 我們先舉一個靜態區域性變數的例子，如下：
//Example 3
#include <iostream.h>
void fn();
void main()
{
fn();
fn();
fn();
}
void fn()
{
static n=10;
cout<<n<<endl;
n++;
}
通常，在函式體內定義了一個變數，每當程式執行到該語句時都會給該區域性變數分配棧記憶體。但隨著程式退出函式體，系統就會收回棧記憶體，區域性變數也相應失效。但是有時候我們需要在兩次呼叫之間對變數的值進行儲存。通常的想法是定義一個全域性變數來實現。但這樣一來，變數已經不再屬於函式本身了，不再僅受函式的控制，給程式的維護帶來不便。 靜態區域性變數正好可以解決這個問題。