C++模板静态成员实例化

Question

#include <map>
#include <iostream>
template <typename T>
class A 
{
 static std::map<int, int> data;
public:
 A()
 {
  std::cout << data.size() << std::endl;
  data[3] = 4;
 }
};

template <typename T>
std::map<int, int> A<T>::data;

//std::map<int, int> A<char>::data;

A<char> a;

int main()
{
 return 0;
}

这有什么问题吗？如果没有显式实例化，它会中断

 data[3] = 4; 

Explicit instantiation solves the problem but the program breaks after

std::cout << data.size() << std::endl;

what means that the static class template memeber data was instantiated.

Answer 1

您的代码中没有显式实例化。

实例化的静态数据成员在其他静态数据成员之间没有初始化顺序。因此，您的代码实际上具有未定义的行为：根据编译器是否首先初始化映射或 a，对映射的引用是否有效。

请参阅 C++ 静态成员初始化。

Answer 2

我手边没有 Visual C++，但我可以看到使用 GCC 编译的代码也存在同样的问题。您需要初始化数据成员：

template<> std::map<int, int> A<char>::data = std::map<int, int>();

通过此更改，它可以正确编译并运行（对于我来说，在 Linux 上的 GCC 上）。

Answer 3

该代码中有几个错误。首先最初的想法并不好。您有两个全局静态对象：a 和 A::data。它们初始化的顺序未定义。根据编译器的心情，您有 50% 的机会首先调用 a 的构造函数，并尝试将某些内容写入未初始化的 A::data 中。

这有时被称为静态初始化顺序失败问题。建议的解决方案是通过将此类对象移动到函数中将其转换为局部静态对象：

#include <map>
#include <iostream>

template <typename T>
class A
{
  std::map<int, int> &data()
  {
    static std::map<int, int> d;
    return d;
  }
public:
  A()
  {
    std::cout << data().size() << std::endl;
    data()[3] = 4;
  }
};

int main()
{
  A<char> a;
  return 0;
}

局部静态对象在第一次调用函数时初始化。

关于注释掉的“显式实例化”，您忘记了template <>。

但在该行前面加上 template <> 前缀后，它仍然不是定义，而是一个声明。它声明在其他地方有 A::data 定义。要实际定义它，您需要用一些东西来初始化它，例如参见 Jack Lloyd 的回答。