Для чего нужно ключевое слово static

1️⃣ Как кратко ответить

Ключевое слово static в C++ используется для определения продолжительности времени жизни и области видимости переменной или функции. Оно позволяет создавать переменные с внутренним связыванием, сохранять их значение между вызовами функции, а также определять функции и переменные, которые видны только в пределах файла.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Ключевое слово static в C++ имеет несколько применений, которые зависят от контекста, в котором оно используется. Рассмотрим основные случаи:

1. Локальные переменные в функциях:

   Когда static используется с локальной переменной внутри функции, эта переменная сохраняет свое значение между вызовами функции. Это означает, что переменная инициализируется только один раз, и ее значение сохраняется между вызовами функции.

   #include <iostream>
   ​
   void counter() {
       static int count = 0; // Переменная инициализируется один раз
       count++; // Увеличиваем значение переменной
       std::cout << "Count: " << count << std::endl; // Выводим текущее значение
   }
   ​
   int main() {
       counter(); // Вывод: Count: 1
       counter(); // Вывод: Count: 2
       counter(); // Вывод: Count: 3
       return 0;
   }
   

   • static int count = 0; — переменная count инициализируется один раз при первом вызове функции counter().
   • count++; — значение переменной увеличивается на единицу при каждом вызове функции.
   • std::cout << "Count: " << count << std::endl; — выводит текущее значение переменной count.

2. Глобальные переменные и функции:

   Когда static используется с глобальными переменными или функциями, оно ограничивает их область видимости текущим файлом. Это предотвращает конфликт имен и делает переменные и функции "приватными" для файла.

   // file1.cpp
   static int file1Var = 0; // Эта переменная видна только в file1.cpp
   ​
   static void file1Function() {
       std::cout << "This is file1Function" << std::endl;
   }
   ​
   // file2.cpp
   static int file2Var = 0; // Эта переменная видна только в file2.cpp
   ​
   static void file2Function() {
       std::cout << "This is file2Function" << std::endl;
   }
   

   • static int file1Var = 0; — переменная file1Var доступна только в file1.cpp.
   • static void file1Function() — функция file1Function доступна только в file1.cpp.
   • Аналогично, file2Var и file2Function доступны только в file2.cpp.

3. Члены класса:

   В контексте классов static используется для определения переменных и функций, которые принадлежат классу, а не конкретному объекту. Это означает, что все объекты класса разделяют одну и ту же копию static переменной или функции.

   #include <iostream>
   ​
   class MyClass {
   public:
       static int staticVar; // Объявление статической переменной
   ​
       static void staticFunction() { // Объявление статической функции
           std::cout << "Static function called. StaticVar: " << staticVar << std::endl;
       }
   };
   ​
   int MyClass::staticVar = 0; // Определение статической переменной
   ​
   int main() {
       MyClass::staticVar = 5; // Доступ к статической переменной через класс
       MyClass::staticFunction(); // Вызов статической функции через класс
       return 0;
   }
   

   • static int staticVar; — объявление статической переменной, которая принадлежит классу MyClass.
   • static void staticFunction() — объявление статической функции, которая может быть вызвана без создания объекта класса.
   • int MyClass::staticVar = 0; — определение и инициализация статической переменной вне класса.
   • MyClass::staticVar = 5; — доступ к статической переменной через имя класса.
   • MyClass::staticFunction(); — вызов статической функции через имя класса.

Использование static позволяет управлять временем жизни и областью видимости переменных и функций, что может быть полезно для оптимизации и организации кода.