在C++中，关键字static有多种用途，它可以用于修饰变量、函数以及类的成员。根据它的上下文，static的行为和意义有所不同。下面详细介绍static关键字在不同场景中的用法。

1. 静态局部变量（Static Local Variable）

在函数内部定义的静态局部变量，其生命周期贯穿整个程序运行过程，而不是在函数调用结束时销毁。静态局部变量只在第一次执行时初始化，以后每次调用函数时，该变量都会保留其上一次的值。

void func() {
    static int counter = 0;  // 静态局部变量
    counter++;
    std::cout << "Counter: " << counter << std::endl;
}

int main() {
    func();  // 输出: Counter: 1
    func();  // 输出: Counter: 2
    func();  // 输出: Counter: 3
    return 0;
}

2. 静态全局变量（Static Global Variable）

在文件作用域（通常是全局作用域）中声明的静态变量只能在该文件中访问，无法被其他文件中的代码访问。这样做可以避免命名冲突，是一种实现内部链接的方式。

static int globalVar = 0;  // 静态全局变量

void increment() {
    globalVar++;
}

int main() {
    increment();
    std::cout << globalVar << std::endl;  // 输出: 1
    return 0;
}

3. 静态成员变量（Static Member Variable）

静态成员变量是类的所有对象共享的变量，而不是每个对象都有自己的一份拷贝。静态成员变量在程序启动时分配内存，直到程序结束时才释放。它们在类的所有实例之间共享。

• 声明：在类中声明静态成员变量。
• 定义：在类外定义静态成员变量，并进行初始化。

class MyClass {
public:
    static int staticVar;  // 声明静态成员变量
};

int MyClass::staticVar = 0;  // 定义并初始化静态成员变量

int main() {
    MyClass::staticVar = 10;
    MyClass obj1;
    MyClass obj2;
    std::cout << obj1.staticVar << std::endl;  // 输出: 10
    std::cout << obj2.staticVar << std::endl;  // 输出: 10
    return 0;
}

4. 静态成员函数（Static Member Function）

静态成员函数属于类而不是类的某个对象，它们不能访问非静态成员变量或非静态成员函数。静态成员函数可以通过类名直接调用，不需要通过类的对象调用。

class MyClass {
public:
    static int staticVar;

    static void staticFunc() {
        std::cout << "Static Function: " << staticVar << std::endl;
    }
};

int MyClass::staticVar = 0;

int main() {
    MyClass::staticVar = 100;
    MyClass::staticFunc();  // 输出: Static Function: 100
    return 0;
}

5. 静态函数（Static Function）

在文件作用域内定义的静态函数只能在定义它的文件中可见。其他文件中的代码无法访问该函数。这种用法用于实现模块化和封装。

static void myFunc() {
    std::cout << "This is a static function." << std::endl;
}

int main() {
    myFunc();  // 输出: This is a static function.
    return 0;
}

6. 静态类（Static Class）

虽然C++不直接支持“静态类”，但可以通过将类的所有成员声明为静态的来模拟静态类的行为。这种类不需要实例化即可使用其成员。

class StaticClass {
public:
    static void staticFunc() {
        std::cout << "Static class function." << std::endl;
    }
};

int main() {
    StaticClass::staticFunc();  // 输出: Static class function.
    return 0;
}

总结

• 静态局部变量：在函数内部声明，生命周期贯穿整个程序运行过程，且值会在函数调用间保留。
• 静态全局变量：在文件作用域内声明，具有文件内链接，无法被其他文件访问。
• 静态成员变量：属于类而不是类的某个对象，所有对象共享同一个静态成员变量。
• 静态成员函数：可以通过类名直接调用，不需要通过对象访问，且只能访问静态成员变量。
• 静态函数：具有文件内链接，仅在声明它的文件内可见。

static关键字在C++中有着广泛的用途，通过合理使用static可以实现更好的封装、优化内存管理，并控制变量和函数的可见性。