浅谈静态变量、成员变量、局部变量三者的区别

浅谈静态变量、成员变量、局部变量三者的区别

定义和声明

• 静态变量：在函数内部或类的成员变量之外声明的变量，具有静态存储持续时间，意味着在整个程序执行期间都会一直存在，并且只会给初始化一次。
• 成员变量：定义在类中的变量，只有在创建对象时才会被初始化，属于每个对象所特有，不同的对象具有独立的成员变量。
• 局部变量：定义在函数或者代码块内部的变量，只在函数内或者该代码块内有效，一旦离开该函数或者代码块，便失效。

存储位置

• 静态变量：存储在数据段，程序在运行时就已经分配了内存。
• 成员变量：存储在类对象中，对象在被创建时分配内存。
• 局部变量：存储在栈中，随着函数的调用和返回而生命周期结束。

生命周期

• 静态变量：从程序开始执行到程序结束都存在。
• 成员变量：随类对象的创建而存在，随类对象的销毁而销毁。
• 局部变量：从函数或代码块开始执行时创建，函数或代码块结束时销毁。

访问方式

• 静态变量：可以使用类名访问，也可以使用对象名访问。如果是通过类名访问，则需要加上作用域运算符。如果是通过对象名访问，需要加上"."运算符。
• 成员变量：只能通过类的对象访问，使用"."运算符访问。
• 局部变量：只能在函数内或者代码块内访问。

示例

示例1

#include <iostream>
using namespace std;

class Example {
public:
    int x;
    static int y;
    Example(int a) {
        x = a;
    }
    static void print() {
        cout << "static variable y = " << y << endl;
        // cout << "member variable x = " << x << endl; // 错误！静态成员函数不能访问非静态成员变量
    }
};

int Example::y = 100; // 静态成员变量必须在类外面进行初始化

int main() {
    Example e(10);
    cout << "member variable x = " << e.x << endl;
    cout << "static variable y = " << Example::y << endl;

    Example::print();

    return 0;
}

该程序展示了静态变量和成员变量的区别。静态变量y在类外面定义并初始化，成员变量x在对象创建时被初始化。静态函数print无法访问非静态变量x。

输出结果：

member variable x = 10
static variable y = 100
static variable y = 100

示例2

#include <iostream>
using namespace std;

void foo() {
    int a = 1;
    static int b = 1;
    a++;
    b++;
    cout << "a = " << a << ", b = " << b << endl;
}

int main() {
    foo();
    foo();
    foo();

    return 0;
}

该程序展示了局部变量和静态变量的区别。在函数中声明的变量a是局部变量，每次调用函数时都会重新创建一个新的a变量。而变量b是静态变量，每次调用函数时不会声明新的变量，而是沿用上一次函数调用时的变量。因此，对b的修改在函数调用间是保留的。

输出结果：

a = 2, b = 2
a = 2, b = 3
a = 2, b = 4