C/C++ static 关键字详解：生命周期、链接性与类成员

特点：

• 只初始化一次
• 程序结束才销毁
• 线程不安全（多线程要加锁或用 thread_local）

2. 全局静态变量 / 静态函数（防止命名冲突）

// file1.cpp
static int global_static = 100; // 只能在 file1.cpp 中使用
static void foo() { ... } // 其他文件无法调用

// file2.cpp
extern int global_static; // 错误！看不到
void bar() {
    foo(); // 错误！foo 不可见
}

作用：实现'文件私有'，避免多文件同名冲突。

3. 类静态成员（C++ 专属，最常考）

class Singleton {
public:
    static Singleton* getInstance() {
        // 静态成员函数
        static Singleton instance; // 局部静态变量实现单例（最优雅方式）
        return &instance;
    }
    
    static int count; // 静态成员变量声明
};

// 定义 + 初始化（必须在类外）
int Singleton::count = 0;

// C++17 之后可以这样写（推荐）：
class A {
public:
    inline static int value = 42; // 类内直接初始化
};

静态成员函数特点：

• 没有 this 指针
• 只能访问静态成员（不能访问普通成员变量）
• 可通过类名直接调用：Singleton::getInstance()

四、C vs C++ 中 static 的区别

五、常考面试题 + 答案

1. static 全局变量和普通全局变量有什么区别？ 答：普通全局变量具有外部链接性（其他文件可通过 extern 使用）；static 全局变量具有内部链接性（仅本文件可见，防止命名冲突）。

2. static 局部变量和普通局部变量的区别？ 答：普通局部变量在栈上，函数结束即销毁；static 局部变量在数据段，程序结束才销毁，只初始化一次，可实现'记忆功能'（如计数器、缓存）。

3. 为什么类静态成员变量必须在类外初始化？ 答：声明不分配内存，定义才分配。C++17 后可用 inline static 在类内完成。

4. 静态成员函数可以调用非静态成员吗？为什么？ 答：不可以。因为静态成员函数没有 this 指针，不知道调用的是哪个对象。

5. 写一个线程安全的单例模式（最常见手写题）

class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance; // 局部静态变量 + 魔法静态（C++11 保证线程安全）
        return instance;
    }
private:
    Singleton() = default;
};

6. static 修饰函数参数合法吗？ 答：C++ 中不合法（会报错）。C 语言中也不支持。

7. static const int 和 const static int 一样吗？ 答：在类内声明时完全一样（顺序不影响）。但全局时推荐 static const。

8. 多文件编译时，如果两个 .cpp 文件都有同名 static 变量，会冲突吗？ 答：不会。因为它们是内部链接，互相独立。

9. C++11 以后，static 在 lambda 表达式中有什么用？ 答：可以声明 static 局部变量，实现 lambda 记忆功能。

10. extern "C" static void foo(); 合法吗？ 答：合法。static 控制链接性，extern "C" 控制名字修饰。

六、最佳实践 & 现代 C++ 推荐写法

1. 能用 inline static 就不要类外定义（C++17+）
2. 单例模式优先用局部静态变量（魔法静态）
3. 多线程中 static 局部变量要小心（除非 C++11 魔法静态）
4. const 全局变量优先用 constexpr 而不是 static const

文件私有变量/函数尽量用匿名命名空间代替 static（更现代）：

namespace {
    int private_var = 0;
}