C++17 內聯成員可以強制跨 TU 的全局變量的初始化順序嗎？

Question

這主要是一個好奇心驅動的問題，我不打算寫這樣的代碼。 這是我關於動態初始化順序的回答的后續。

根據我在答案中的介紹，內聯靜態成員變量按照它們的類在源代碼中出現的順序進行初始化，如果這種順序在它們都出現的所有翻譯單元 (TU) 中是相同的。

此外， [basic.start.dynamic]-3.1節適用於部分有序（其他內聯靜態）和有序變量。 這意味着同一 TU 中的普通全局變量。

所以，給定這個例子：

//A.hpp
struct A{
    inline static int a=foo();// Some function with possible side-effects
};

//B.hpp
struct B{
   inline static int b=foo();
};

//X.cpp
int x1 = foo();
#include "A.hpp"
int x2 = foo();
#include "B.hpp"
int x3 = foo();

//Y.cpp
int y1 = foo();
#include "A.hpp"
int y2 = foo();
#include "B.hpp"
int y3 = foo();

變量是否按以下順序初始化？

1. (x1,y1)以不確定的順序，
2. a ，
3. (x2,y2)以不確定的順序，
4. b ，
5. (x3,y3)以不確定的順序。

此外，如果翻譯單元只有一個類，規則是否仍然適用？

//Z.cpp
int z1 = foo(); // Initialized with (x1,y1) ?
#include "A.hpp"
int z2 = foo(); // Initialized with (x2,y2) or anytime later ?

特別是，包含A::創建一個屏障來保證z2在(x1,y1)之后初始化？

結果：

• g++ 10.1.0: x1=1 a=2 x2=3 b=4 x3=5 y1=6 y2=7 y3=8 z1=9 z2=10

• clang++ 10.0.0: a=1 b=2 x1=3 x2=4 x3=5 y1=6 y2=7 y3=8 z1=9 z2=10

兩個編譯器都至少對一組x,y變量打破了我的假設。 我錯過了什么？ 主要是我參考這個

如果 V 和 W 具有有序初始化並且 V 的定義在 W 的定義之前是外觀有序的，或者如果 V 具有部分有序初始化，則 W 沒有無序初始化，並且對於 W 的每個定義 E 都存在一個定義 D的 V 使得 D 在 E 之前出現順序，然后

我讀錯了這一段嗎？ 我不太確定 ors 和 ands。

Answer 1

讓我們稍微簡化一下您的示例，使其更易於理解：

// X.cpp
int x1 = foo();
inline int a = foo();
int x2 = foo();

// Y.cpp
int y1 = foo();
inline int a = foo();
int y2 = foo();

您的問題是x1是否保證在y2之前初始化， y1是否保證在x2之前初始化。

答案是不。 正如我在另一個答案中所解釋的，動態初始化的偏序規則的影響是，extern 內聯變量的每個翻譯單元的“實例”在理論上被視為一個單獨的變量； 對象本身（其中只有一個）在第一次初始化任何相應的概念變量時被初始化。

例如，一個特定的排序會在 Y 翻譯單元之前執行整個 X 翻譯單元。 在這種情況下，初始化的順序是x1 、 a 、 x2 、 y1 、（沒有操作，因為a之前已初始化）、 y2 。 （編譯器同樣可以在 X 中的所有內容之前對 Y 中的所有內容進行排序，或者將它們交錯。）

引用的 [basic.start.dynamic]/3.1 來自比我在回答中考慮的更新版本的標准，但基本邏輯是相同的。 讓V = x1和W = y2 。 根據 3.1，如果V將在W之前初始化

V和W已經有序初始化並且V的定義在W的定義之前是外觀有序的，

“或者”

V有部分有序的初始化， W沒有無序的初始化，對於W每個定義E都存在一個V的定義D ，使得D在E之前是出現順序的

第一個條件不滿足，因為V在W之前沒有出現順序。 第二個條件也不滿足，因為V和W都只有一個定義，而且正如我所說，它們不是按外觀排序的。