具有靜態成員的類在C ++中包含靜態成員

Question

我有一個包含靜態成員'obj'的類。 靜態類成員obj本身包含一個靜態成員（碰巧是類的互斥體類型）。

現在，當我的程序終止時，它崩潰了。 當靜態對象'obj'被破壞時，會發生這種情況。 'obj'的析構函數調用其靜態成員（我自己的RAII慣用的互斥鎖類型來破壞底層的低級對象）。 不幸的是，由於未定義靜態對象的初始化順序（->反析構順序），因此該成員已經被破壞。

如何從中干凈地生存？ 我覺得這沒有多發生。 通常，擁有靜態的非POD成員看起來非常危險。 特別是如果您不太了解其內部結構。

Answer 1

如果使它們在函數內部是static ，則將根據誰先調用函數來對它們的生存期進行排序。 這就是單例易於實現的方式。

foo& get_foo() {
  static foo instance;
  return instance;
}

bar& get_bar() {
  static bar instance;
  return instance;
}

不過，最好還是避免使用靜態變量。

Answer 2

嘗試避免動態分配時，這是常見的陷阱。

我避免此問題的方法是遵循“靜態類”的模式-對於沒有靜態數據的實例，通常靜態數據屬於“ manager”類。 然后，通過顯式的“ initialise”調用處理靜態數據初始化，並在僅具有靜態數據和靜態成員函數的manager類上，通過顯式的“ shutdown”調用處理破壞操作。

您可能必須使用new或delete並明確說明正在執行的操作-在這種情況下，您會否定自動機制為您工作的優勢，但是作為交換，您將獲得可靠且易於調試的初始化和關閉例程。

這種方法實質上創建了一個單例，因此沒有管理器類的實例-基本上是靜態數據的加載，並且某些C函數具有類語法，從而提供了封裝的好處（例如，在類外部無法訪問私有成員）

在許多情況下，這對編譯器也很友好，因為它知道所有數據在哪里以及如何處理

Answer 3

如果需要在構造函數或析構函數中由靜態對象使用的對象，通常最好在單例模式上使用變體。 這解決了初始化問題的順序，如果正確執行，對象將永遠不會被破壞，因此也不應該存在破壞順序的問題。

由於您的應用程序顯然是多線程的（因為您有互斥鎖），因此應采取通常的預防措施，通過確保在輸入main之前進行初始化來使對象線程安全。 基本想法是這樣的：

template <typename T, char const* id>
class StaticInstanceWrapper
{
    static T* myObject;
public:
    static T& instance();
};

template <typename T, char const* id>
T* StaticInstanceWrapper<T, char const* id>::myObject =
        &StaticInstanceWrapper<T>::instance();

template <typename T, char const* id>
T& StaticInstanceWrapper<T>::instance()
{
    if ( myObject == NULL ) {
        myObject = new T;
    }
    return *myObject;
}

然后，將靜態對象定義為static StaticInstanceWrapper<Whatever> obj; ，然后將其作為obj.instance().someFunction()而不是obj.someFunction() （因為obj沒有someFunction()成員，因此無法編譯）。

請注意，對於每個StaticInstanceWrapper實例StaticInstanceWrapper ，其類型都是不同的，並且具有唯一的靜態成員，則必須強制對模板進行單獨的實例化。 這就是為什么我們使用id模板參數的原因； 只要每個實例都具有唯一的標識符，則該參數的類型實際上可以是任意值。 在實踐中，我可能會使用宏進行定義，類似於以下內容：

#define DEFINE_STATIC_INSTANCE_WRAPPER(type, name) \
char const PASTE(name, _Identifier)[] = STRINGIZE(name); \
StaticInstanceWrapper<type, PASTE(name, _Identifier)> name

這樣可以確保每個實例都有唯一的ID。 （如果您想變得更高級，也可以在__LINENO__中進行__LINENO__ ，但是由於該名稱在范圍上必須是唯一的，因此我懷疑這是必要的。）