C++中static变量的初始化_c++ 静态成员变量初始化

一、初始化类型（静态&动态）

1. 静态初始化（static initialization）

指的是用常量来对静态变量进行初始化。对于静态初始化的变量（请注意：包括在函数中采用静态初始化的静态变量），是在程序编译时完成的初始化（编译时初始化）。通常用于内置类型，常量和全局静态变量。

静态初始化包括zero initialization和const initialization。

zero initialization

zero initialization的变量（未初始化的静态变量和初始化为0的静态变量）保存在.bss段，不占用rom空间（就是不占用内核镜像的空间，但是在内核加载到内存时，会保留相应的空间。）。

const initialization

const initialization的变量(已经初始化为非0的静态变量)保存在.data段。

// 静态初始化 - 编译时初始化
// zero initialization
int globalVar1; // 初始化为0，存储在.bss段
const int constVar = 42; // 初始化为42，存储在.data段
 
void foo() {
    static int localVar = 10; // 局部静态变量，初始化为10，存储在.bss段
}
 
int main() {
    foo();
    return 0;
}

 编译时初始化

• 在源代码被编译过程中，编译期会加入代码逻辑，以完成确定的内存分配和变量的初始化。分配内存，并非实际分配内存，而是写入其内存分配大小信息。
• 在编译期初始化，那么在实际运行期都是确定的结构和逻辑，将带来更高的性能，因为编译器完成了一定的工作。

2. 动态初始化（dynamic initialization）

指的是需要调用函数才能完成的初始化。比如说：int a = foo()，或者是复杂类型（类）的初始化（需要调用构造函数）等。

对于这种全局静态变量、类的静态成员变量，是在main()函数执行前，加载阶段时调用相应的代码进行初始化的（加载时初始化）。（不是在编译期初始化！因为编译阶段还无法调用类的构造函数！同时，在加载期，是线程安全的。例如，饿汉方式的单例类）

// 动态初始化 - 加载时初始化
class MyClass {
public:
    MyClass() {
        // 构造函数
        // 可以进行动态初始化
    }
};
 
MyClass globalObj; // 全局静态变量，加载时初始化
 
int main() {
    return 0;
}

仅对于局部静态变量，是在函数执行至此初始化语句时才开始执行的初始化（运行时初始化），在第一次被调用时初始化，并且只初始化一次！

// 动态初始化 - 运行时初始化
class MyDynamicClass {
public:
    MyDynamicClass() {
        // 构造函数
        // 动态初始化
    }
};
 
void dynamicInitialization() {
    static MyDynamicClass dynamicObj; // 局部静态变量，运行时初始化
}
 
int main() {
    dynamicInitialization();
    return 0;
}

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二、static变量不同种类及对应的初始化

1. 全局static变量

· 如果采用静态初始化，是在编译时完成的初始化，即是在main()函数执行前由运行时调用相应的代码进行初始化的。

#include <iostream>
 
int globalStaticVar1 = 42; // 静态初始化，在编译时完成
 
void foo() {
    static int localStaticVar = 10; // 静态初始化，在编译时完成
}
 
int main() {
    std::cout << "globalStaticVar1: " << globalStaticVar1 << std::endl;
    foo();
    return 0;
}

· 如果采用动态初始化，是由加载时调用的，会在main()函数执行前由运行时调用相应的代码进行初始化的。

#include <iostream>
 
int globalStaticVar2; // 动态初始化，在加载时完成
 
void initializeGlobalStaticVar2() {
    globalStaticVar2 = 100; // 初始化发生在加载时
}
 
int main() {
    initializeGlobalStaticVar2();
    std::cout << "globalStaticVar2: " << globalStaticVar2 << std::endl;
    return 0;
}

2. 局部static变量

· 如果采用静态初始化，是在加载时完成的初始化，会在main()函数执行前由运行时调用相应的代码进行初始化的；

#include <iostream>
 
void foo() {
    static int localStaticVar1 = 20; // 静态初始化，在加载时完成
    std::cout << "localStaticVar1: " << localStaticVar1 << std::endl;
}
 
int main() {
    foo();
    return 0;
}

· 如果采用动态初始化，是在运行时完成的初始化， 是函数执行至此语句完成初始化的；

#include <iostream>
 
void initializeLocalStaticVar() {
    static int localStaticVar2; // 动态初始化，在运行时完成
    localStaticVar2 = 30; // 初始化发生在运行时
    std::cout << "localStaticVar2: " << localStaticVar2 << std::endl;
}
 
int main() {
    initializeLocalStaticVar();
    return 0;
}

3. 类的static成员变量

· 如果采用静态初始化，是在加载时完成的初始化，即是在main()函数执行前由运行时调用相应的代码进行初始化的。

#include <iostream>
 
class MyClass {
public:
    static int staticMemberVar; // 静态初始化，在加载时完成
};
 
int MyClass::staticMemberVar = 50; // 初始化发生在加载时
 
int main() {
    std::cout << "MyClass::staticMemberVar: " << MyClass::staticMemberVar << std::endl;
    return 0;
}

· 如果采用动态初始化，也是在加载时调用的，会在main()函数执行前由运行时调用相应的代码进行初始化的。

#include <iostream>
 
class MyClass {
public:
    static int staticMemberVar; // 动态初始化，在加载时完成
};
 
int MyClass::staticMemberVar;
 
void initializeStaticMemberVar() {
    MyClass::staticMemberVar = 60; // 初始化发生在加载时
    std::cout << "MyClass::staticMemberVar: " << MyClass::staticMemberVar << std::endl;
}
 
int main() {
    initializeStaticMemberVar();
    return 0;
}