小心处理 C++ 静态变量中的陷阱_C/C++

小心处理 C++ 静态变量中的陷阱

2023-12-05 14:09coding日记 C/C++

C++ 中 static 关键字的最后一个用途是在函数内创建局部变量，这些变量在其作用域内退出和进入时保持其值。函数内的 static 变量类似于只能从该函数访问的全局变量。

函数中的 static 变量

static 变量的作用

C++ 中 static 关键字的最后一个用途是在函数内创建局部变量，这些变量在其作用域内退出和进入时保持其值。函数内的 static 变量类似于只能从该函数访问的全局变量。static 变量的一个常见用途是“记住”特定函数是否已执行过某个特定的初始化。例如，使用这种技术的代码可能看起来像这样：

void performTask() {
    static bool initialized { false };
    if (!initialized) {
        cout << "initializing" << endl;
        // 执行初始化。
        initialized = true;
    }
    // 执行期望的任务。
}

然而，static 变量可能会引起混淆，通常有更好的方法来构造你的代码，以避免使用它们。在这种情况下，你可能想编写一个类，其中构造函数执行所需的初始化。

注意：避免使用独立的 static 变量。改为在对象内维护状态。然而，有时它们可以是有用的。一个例子是用于实现 Meyer 的单例设计模式

注意：performTask() 的实现不是线程安全的；它包含了竞态条件。在多线程环境中，你需要使用原子操作或其他机制来同步多个线程。

非局部变量的初始化顺序

静态数据成员和全局变量的初始化

在离开 static 数据成员和全局变量的主题之前，考虑这些变量的初始化顺序。程序中的所有全局变量和 static 类数据成员都在 main() 开始之前初始化。在给定源文件中的变量按照它们在源文件中出现的顺序初始化。例如，在以下文件中，保证 Demo::x 在 y 之前被初始化：

class Demo {
public:
    static int x;
};

int Demo::x { 3 };
int y { 4 };

然而，C++ 对不同源文件中非局部变量的初始化顺序没有提供规范或保证。如果在一个源文件中有全局变量 x，在另一个源文件中有全局变量 y，你无法知道哪个会先初始化。通常，这种缺乏规范不会引起关注。然而，如果一个全局或 static 变量依赖于另一个，则可能会有问题。

回想一下，对象的初始化意味着运行它们的构造函数。一个全局对象的构造函数可能会访问另一个全局对象，假设它已经构造。如果这两个全局对象在两个不同的源文件中声明，你不能指望一个在另一个之前构造，也不能控制初始化顺序。这个顺序可能因不同的编译器或同一编译器的不同版本而异，甚至当你只是在项目中添加另一个文件时，顺序也可能改变。

警告：不同源文件中非局部变量的初始化顺序是未定义的。