是否可以动态初始化静态成员数组

Question

关于C++中初始化静态成员的问题有很多，但我找不到这个。

class Node {

  private:
    static const int INITIAL_SIZE = 100;
    static Node* node_space;
    static int OUT_OF_BOUNDS = 0;
    static Node BAD_NODE;

};

Node* Node::node_space = new Node[Node::INITIAL_SIZE];

这似乎可行，但我还想将 BAD_NODE 添加到该数组作为第一个元素。

Node Node::BAD_NODE = Node();
Node::node_space[OUT_OF_BOUNDS] = BAD_NODE;

上面的内容无法编译。消息是

Node.cpp:7: error: expected constructor, destructor, or type conversion before '=' token

这是一个学校项目，我们正在其中实现一个带有数组的链表。

Answer 1

如果您只有一个静态数据对象，但您想动态初始化它，那么您可能想要在这里做的是创建一个单例对象作为 Node 类的包装器。基本上，单例会发生的情况是，您创建一个使用普通类构造函数初始化的类的单个版本，但构造函数、operator=() 和复制构造函数被声明为私有。然后通过静态变量创建该类的单个静态版本，并且有一个公共访问器方法允许代码的其他部分访问该单例类（即访问器返回对静态类的引用或常量引用）你创建的）。

class Node_S
{
    private:

        //your original Node class we're wrapping in the singleton object
        struct Node {
            static const int INITIAL_SIZE = 100;
            static Node* node_space;
            static int OUT_OF_BOUNDS;
            static Node BAD_NODE;
        };

        //private default constructor is only called once
        Node_S()
        {
            //place your original initialization code for Node here
            Node::OUT_OF_BOUNDS = 0;
            Node::node_space = new Node[Node::INITIAL_SIZE];
            Node::BAD_NODE = Node();
            Node::node_space[Node::OUT_OF_BOUNDS] = Node::BAD_NODE;
        }

        //private copy and assignment operator
        Node_S(const Node_S&) {}
        Node_S& operator=(const Node_S&) { return *this; }

    public:

        static Node_S& get_instance() 
        {
            //here is where the single version of Node_S is created
            //at runtime
            static Node_S singleton_instance = Node_S();
            return singleton_instance;
        }

        //... Other public functions
};

现在您可以通过 Node_S::get_instance() 访问您的单例。由于复制和赋值运算符被声明为私有，因此您无法创建单例的额外副本...只会创建此类的单个实例。如果您需要传递它，您可以通过引用来传递。此外，不存在初始化歧义，因为当调用 get_instance() 时，Node 的所有静态元素都会在运行时按顺序初始化。由于 singleton_instance 是一个静态变量，构造函数 Node_S() 运行的次数就只有一次，所以你基本上可以把 Node 的所有初始化代码都放在 安全地位于构造函数内部。然后只需在 Node_S 接口中添加使用 Node 类型所需的任何其他方法即可。所以一些常见的用法代码可能如下所示：

Node_S::Node a_node_copy = Node_S::get_instance().get_node(10);

Answer 2

在 C++11 中（即“在 C++ 中”:-)），您可以为数组提供初始化列表：

Node* Node::node_space = new Node[Node::INITIAL_SIZE] { Node::BAD_NODE };

只有当您打算将 first 元素设置为特定内容时，这才有效。初始化列表必须提供元素的初始序列，因此不清楚如果 OUT_OF_BOUNDS 不为零，这些元素会是什么。