static关键字和const关键字的作用

简要回答

• static

声明静态变量，静态变量的生命周期直到程序结束。

当在函数内部声明静态变量时，即使函数执行完了也不会释放它，下次调用该函数时会保留上次的状态。

所有静态成员变量共享一个内存空间，即无论实例化多少个对象，其中的静态成员都是共享的,静态成员函数只能访问静态成员变量。

• const

声明变量为常量，使得变量不能被修改，避免误操作。

加在指针前面，const int* p可以使得指针指向的元素不变，int* const p可以使得指针指向的位置不变。

加在函数后面void func() const可以使得函数不会修改任何变量。

详细解答

1. static的作用： 用于控制变量和函数的生命周期、作用域和访问权限。

• 1）静态局部变量：在函数体内部使用static关键字修饰的变量 特点：其生命周期与程序的生命周期相同，但只能在定义它的函数内部进行访问。
• 2）静态成员变量：在类中使用static关键字修饰的成员变量 特点：所有对象共享同一份数据；在编译阶段分配内存（程序还没运行前，内存分配在全局区），类内声明，类外初始化。
• 3）静态成员函数：在类内使用static关键字修饰的成员函数 特点：所有对象共享同一个函数；静态成员函数只能访问静态成员变量；静态成员函数调用可以不需要通过创建类的实例，而是直接通过类名调用。

2. const的作用：用于指定变量、指针、引用、成员函数等的性质。

• 1）常量变量：声明变量，使变量的值不能修改（只读）；

• 2）指针和引用：声明指向常量的指针（指针常量），表示指针的指向的值是常量，不能通过指针修改，但是指针的值（内存地址）可以修改；

  声明常量引用，表示引用的值是常量，不能通过引用修改；

• 3）成员函数：声明常量成员函数，表示该函数不会修改对象的成员变量；

• 4）常量对象：声明对象为常量，使对象的成员变量不能被修改；

• 5）常指针参数：声明函数参数为指向常量的指针（指针常量），表示函数不会通过该指针修改传入的数据；

• 6）常引用参数：声明函数参数为常量引用，表示函数不会修改传入的数据。

代码示例

1. static

• 静态局部变量

#include <iostream>
void counter() {
    static int count = 0;  // 初始化仅一次
    count++;
    std::cout << "Count: " << count << std::endl;
}
int main() {
    for (int i = 0; i < 3; i++) counter();  // 输出：1, 2, 3
    return 0;
}

• 静态成员变量（类共享数据）

class Car {
public:
    static int totalCars;  // 声明
    Car() { totalCars++; }
};
int Car::totalCars = 0;  // 类外初始化

int main() {
    Car a, b;
    std::cout << "Total cars: " << Car::totalCars;  // 输出：2
    return 0;
}

• 静态成员函数

class MathUtils {
public:
    static double square(double x) { return x * x; }  // 不依赖对象
};
int main() {
    std::cout << MathUtils::square(5);  // 直接通过类调用
    return 0;
}

2. const

• 常量变量

const int MAX_SIZE = 100;  // 必须初始化
// MAX_SIZE = 200;  // 编译错误

• 常量成员函数（对象状态保护）

class Student {
    int score;
public:
    int getScore() const { return score; }  // 承诺不修改成员
};

• 常量指针与指针常量

int a = 10;
int b = 20;
const int* p1 = &a;  // 指向的内容不可改（*p1 只读），指针可变
int* const p2 = &a;  // 指针不可改，指向的内容可变
const int* const p3 = &a;  // 指针和内容都不可变

• 口诀 看 const 位置，谁在 * 的左边谁只读，谁在右边谁固定

知识图解拓展

• const关键字和static关键字的示意图

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