C++ 静态初始化顺序

Question

当我在 C++ 中使用静态变量时，我经常最终想要初始化一个变量，并将另一个变量传递给其构造函数。 换句话说，我想创建相互依赖的静态实例。

在单个 .cpp 或 .h 文件中，这不是问题：实例将按照声明的顺序创建。 但是，当您想用另一个编译单元中的实例初始化静态实例时，顺序似乎无法指定。 结果是，根据天气情况，可能会发生依赖于另一个实例的实例被构建，然后另一个实例才被构建的情况。 结果是第一个实例初始化错误。

有谁知道如何确保静态对象以正确的顺序创建？ 我已经寻找了很长时间的解决方案，尝试了所有的解决方案（包括 Schwarz Counter 解决方案），但我开始怀疑是否有一个真正有效。

一种可能性是静态函数成员的技巧：

Type& globalObject()
{
    static Type theOneAndOnlyInstance;
    return theOneAndOnlyInstance;
}

确实，这确实有效。 遗憾的是，您必须编写 globalObject().MemberFunction()，而不是 globalObject.MemberFunction()，从而导致客户端代码有些混乱和不优雅。

更新：感谢您的反应。 遗憾的是，我似乎确实回答了我自己的问题。 我想我必须学会忍受它......

Answer 1

你已经回答了你自己的问题。 静态初始化顺序是未定义的，最优雅的方法（同时仍然进行静态初始化，即不完全重构它）是将初始化包装在函数中。

从 https://isocpp.org/wiki/faq/ 开始阅读 C++ 常见问题解答项目构造函数#static-init-order

Answer 2

也许你应该重新考虑是否需要这么多全局静态变量。 虽然它们有时很有用，但通常将它们重构到较小的局部范围会更简单，特别是当您发现某些静态变量依赖于其他变量时。

但你是对的，没有办法确保初始化的特定顺序，因此，如果你决心这样做，那么将初始化保留在函数中，就像你提到的那样，可能是最简单的方法。

Answer 3

大多数编译器（链接器）实际上支持指定顺序的（不可移植）方式。 例如，在 Visual Studio 中，您可以使用 init_seg pragma 将初始化安排到几个不同的组中。 AFAIK 没有办法保证每个组内的顺序。 由于这是不可移植的，您可能需要考虑是否可以修复您的设计以不再需要它，但这个选项就在那里。

Answer 4

确实，这确实有效。 遗憾的是，您必须编写 globalObject().MemberFunction()，而不是 globalObject.MemberFunction()，从而导致客户端代码有些混乱和不优雅。

但最重要的是它有效，并且它是防故障的，即。 绕过正确的用法并不容易。

程序正确性应该是您的首要任务。 另外，恕我直言，上面的 () 纯粹是风格上的 - 即。 完全不重要。

根据您的平台，请注意过多的动态初始化。 动态初始化程序可以进行相对少量的清理（请参阅此处< /a>）。 您可以使用包含不同全局对象成员的全局对象容器来解决此问题。 因此，您可以：

Globals & getGlobals ()
{
  static Globals cache;
  return cache;
}

只需调用一次 ~Globals() 即可清理程序中的所有全局对象。 为了访问全局，您仍然有类似的东西：

getGlobals().configuration.memberFunction ();

如果您确实想要，您可以将其包装在宏中以节省使用宏的少量输入：

#define GLOBAL(X) getGlobals().#X
GLOBAL(object).memberFunction ();

尽管如此，这只是您初始解决方案的语法糖。

Answer 5

尽管该线程已经存在了很长时间，但我还是想提出我找到的解决方案。
正如许多人之前指出的那样，C++ 不提供任何静态初始化排序机制。 我的建议是将每个静态成员封装在类的静态方法中，该方法依次初始化该成员并以面向对象的方式提供访问。
让我举个例子，假设我们要定义名为“Math”的类，其中包含“PI”：

class Math {
public:
   static const float Pi() {
       static const float s_PI = 3.14f;
       return s_PI;
   }
}

s_PI 将在第一次调用 Pi() 方法时初始化（在 GCC 中）。 请注意：具有静态存储的本地对象具有依赖于实现的生命周期，有关详细信息，请检查 2。

静态关键字、C++ 标准

Answer 6

将静态包装在方法中将解决顺序问题，但正如其他人指出的那样，它不是线程安全的，但如果这是一个问题，您可以这样做以使其成为线程。

// File scope static pointer is thread safe and is initialized first.
static Type * theOneAndOnlyInstance = 0;

Type& globalObject()
{
    if(theOneAndOnlyInstance == 0)
    {
         // Put mutex lock here for thread safety
         theOneAndOnlyInstance = new Type();
    }

    return *theOneAndOnlyInstance;
}