C++无状态类的静态初始化

Question

假设我有一个类 T，其中

1. T 没有虚函数。
2. T 实例没有状态。
3. T 具有其自身的静态成员实例。
4. T本身没有其他状态。

C++ 静态初始化失败会毁掉我的程序吗？我不这么认为，因为即使其中一个静态实例在使用前未初始化，那也没关系，因为 T 对象是无状态的。

我有兴趣为类似枚举的类执行此操作，如下所示：

---

// Switch.h

class Switch {
public:
    static Switch const ON;
    static Switch const OFF;
    bool operator== (Switch const &s) const;
    bool operator!= (Switch const &s) const;
private:
    Switch () {}
    Switch (Switch const &); // no implementation
    Switch & operator= (Switch const &); // no implementation
};

---

// Switch.cpp

Switch const Switch::ON;
Switch const Switch::OFF;

bool Switch::operator== (Switch const &s) const {
    return this == &s;
}

bool Switch::operator!= (Switch const &s) const {
    return this != &s;
}

Answer 1

为了回答你的问题的第一部分，如果 T 有一个有副作用的构造函数，那么你实际上可能会被静态初始化惨败所烧毁。

Answer 2

我感兴趣的是，您从包装在名称空间或类中的枚举中看到的优点是什么：

namespace Switch {
   enum Switch {
      ON,
      OFF
   };
}

在大多数情况下使用起来会更简单（在您的实现中，您要求用户使用引用或指针，如对象是不可复制的），它需要更少的代码（不需要禁用构造函数，并创建运算符）...

事实上，在即将推出的标准中，您几乎可以免费获得它，甚至不需要使用命名空间：

enum Switch {
   ON,
   OFF
};
// bad, it allows this (as in the current standard):
Switch s = ON;
// good, it does also allow explicit qualification:
Switch s = Switch::ON;

Answer 3

您真的打算使用指针值来比较“状态”吗？我同意@Drew，这是一个有趣的想法。不过，如果我们假设这是一个仅包含标头的实现，我不确定标准是否能保证它正常工作。

考虑一下当多个编译对象包含相同的 Switch::ON 和 Switch::OFF 定义时会发生什么情况。由于这些是变量，而不是函数，因此链接器必须在它们之间任意做出决定。

当您运行测试时，流行的编译器会说什么：gcc 3、gcc 4、microsoft C++ 2005、2008 和 2010，以及 Edison Design Groups 的编译器之一，例如 http://www.comeaucomputing.com/ ?

测试将包括：

// Switch.h
class Switch {
public:
    static Switch const ON;
    static Switch const OFF;
    bool operator== (Switch const &s) const;
    bool operator!= (Switch const &s) const;
private:
    Switch () {}
    Switch (Switch const &); // no implementation
    Switch & operator= (Switch const &); // no implementation
};

Switch const Switch::ON;
Switch const Switch::OFF;

bool Switch::operator== (Switch const &s) const {
    return this == &s;
}

bool Switch::operator!= (Switch const &s) const {
    return this != &s;
}

和

// main.cpp
#include "Switch.h"

extern int another_test();

int main(int argc, char*argv[])
{
  another_test();
  const Switch& current_state = Switch::ON;
  const Switch& another_state = Switch::OFF;
  if (current_state == another_state) {
    return 1;
  } else if (current_state != another_state) {
    return 2;
  }
  return another_test();
}

所述

// another_test.cpp
#include "Switch.h"

int another_test()
{
  const Switch& current_state = Switch::ON;
  const Switch& another_state = Switch::OFF;
  if (current_state == another_state) {
    return 4;
  } else if (current_state != another_state) {
    return 5;
  }
  return 6;
}