Zmienna statyczna
Zmienna statyczna – w programowaniu jest to zmienna, która w danym bloku programu posiada dokładnie jedną instancję i istnieje przez cały czas działania programu. W języku C++ każda zmienna globalna jest jednocześnie zmienną statyczną.
Zmienna statyczna w bloku funkcji
Zmienna statyczna zadeklarowana w bloku funkcji, zgodnie z definicją pamięta swoją wartość pomiędzy wywołaniami funkcji, co nie jest możliwe przy użyciu zwykłych zmiennych. Przykład w C++:
#include <iostream> int podajStatyczna() { static int x = 0; // deklaracja, definicja i zainicjowanie zmiennej statycznej return ++x; // zwiększamy „x” i zwracamy } int podajZwykla() { int x = 0; // deklaracja zwykłej zmiennej return ++x; // zwiększamy „x” i zwracamy } int main() { std::cout << podajStatyczna() << std::endl; //wyświetli 1 std::cout << podajStatyczna() << std::endl; //wyświetli 2 std::cout << podajZwykla() << std::endl; //wyświetli 1 std::cout << podajZwykla() << std::endl; //wyświetli 1 }
Widzimy zadeklarowaną zmienną statyczną w funkcji podajStatyczna()
. Wartość zero jest jej przypisywana tylko raz podczas pierwszego wywołania funkcji. W przeciwieństwie do zwykłej zmiennej, zmienna statyczna nie jest niszczona po wyjściu programu z bloku gdzie została zadeklarowana (w przykładzie wyżej jest to blok funkcji), dzięki temu pamięta swoją wartość pomiędzy wywołaniami funkcji.
Zmienna zadeklarowania w bloku metody w klasie niczym się nie różni od tej zadeklarowanej w bloku funkcji (metoda jest funkcją). Jest wspólna dla wszystkich obiektów klasy, w której zadeklarowana jest dana metoda.
Zmienna statyczna w bloku klasy
Zmienna statyczna zadeklarowana w bloku klasy jest jedyną wspólną instancją dla wszystkich obiektów danej klasy. Jest tworzona już na początku działania programu. Przykład w C++:
#include <iostream> using namespace std; class MojaKlasa { public: static int x; MojaKlasa() { x++; } // konstruktor - zwiększa „x” ~MojaKlasa() { x--; } // destruktor - zmniejsza „x” }; int MojaKlasa::x = 0; // definicja i zainicjowanie zmiennej statycznej „x” int main() { MojaKlasa obiekt1; cout << obiekt1.x << endl; //wyświetli 1 MojaKlasa obiekt2; cout << obiekt2.x << endl; //wyświetli 2 cout << MojaKlasa::x << endl; // nie jest błędem: wyświetli 2 return 0; }
Widzimy zadeklarowaną zmienną statyczną w klasie MojaKlasa
. Konstruktor w klasie zwiększa jej wartość, natomiast destruktor zmniejsza. Dzięki temu uzyskaliśmy licznik obiektów klasy MojaKlasa
(pominięta została kwestia współbieżności). Każda zmienna statyczna w klasie jest jedynie deklarowana. Z powodu tego, że posiada ona jedną instancję w programie, należy podać również jej definicję, którą realizuje się na zewnątrz deklaracji klasy w zakresie globalnym (należy pamiętać, że nie w każdym języku programowania jest to konieczne). W tym miejscu również następuje zainicjowanie zmiennej. W funkcji main()
tworzymy obiekt klasy MojaKlasa
. Wyświetlamy aktualną wartość zmiennej statycznej i widzimy wartość 1. Następnie tworzymy drugi obiekt i widzimy, że wartość zmiennej statycznej wynosi już dwa. Zwróćmy uwagę, że za drugim razem odwołujemy się do zmiennej statycznej korzystając z obiektu obiekt2
, dzięki temu widzimy, że wszystkie obiekty (w przykładzie są ich 2) współdzielą zmienną statyczną. W kolejnym kroku przedstawiona została technika odwołania się do zmiennej statycznej nie poprzez obiekt, a poprzez nazwę klasy. Jest to spowodowane tym, że zmienne statyczne w klasie istnieją nawet, gdy nie został stworzony żaden obiekt danej klasy. Różnica w C++ polega jedynie na użyciu operatora zakresu ::
, zamiast .
(w innych językach programowania jak Java czy C# do zmiennych statycznych w klasie odwołujemy się poprzez .
).
Zmienne statyczne w bloku klasy nazywane są często polami statycznymi lub zmiennymi klasowymi.
Właściwości i wykorzystanie
- Zmiennych statycznych używa się jako jedno z rozwiązań uniknięcia używania zmiennych globalnych. Polega ono na zamknięciu zmiennych statycznych we wspólnej klasie. Często deklaruje się taką klasę-kontener, tak aby nie można było stworzyć obiektu tej klasy. Uzyskuje się to poprzez deklarację konstruktorów (co najmniej domyślnego), w sekcji prywatnej klasy (dodatkowo deklaruje się w sekcji prywatnej również konstruktor kopiujący i operator przypisania), np.:
class StaleMatematyczne { public: static const double pi; static const double e; private: StaleMatematyczne() {} // pusty domyślny konstruktor StaleMatematyczne( const StaleMatematyczne& wzorzec ) {} // pusty konstruktor kopiujący StaleMatematyczne& operator =( const StaleMatematyczne& wzorzec ) { return *this; // pusty operator przypisania } }; const double StaleMatematyczne::pi = 3.14159; const double StaleMatematyczne::e = 2.71828;
Zobacz też
- metoda statyczna