静态类的未初始化静态数据成员

Question

我今天遇到了一个奇怪的问题，我并没有完全理解。希望这里有人能够提供帮助。

情况比较简单。我有一个类，其中有一个静态成员是std::set类型。该类有两个模板构造函数，它们只在参数数量上有所不同。它们的行为相同，因此请注意构造函数是模板化的，并且构造函数正在搜索和插入std::set。

我遇到了以下行为： 对于该类的静态实例，在调用静态std::set的第一个方法（find()）时，构造函数会崩溃。看起来set未被初始化。我认为构造函数在静态成员变量初始化之前被调用。

这里是一个简化的示例：

////////// Header File

class ConVar : public IListener
{
  friend EventHandler; // Event Handler auto registers all instances of convar to commands

public: // Auto

  template< typename T >
  ConVar(string const& name, string const& description, T const& default_value );

private:
  static std::set<u32> mRegisteredVars;
};


//////// INL file (included from header)

template< typename T >
ConVar::ConVar(string const& name, string const& description, T const& default_value )
  : mName(name), 
    mhName(name),
    mDescription(description),
    mClamp(false)
 {
    u32 hname = CONSTHASH(name.c_str());
    ErrorIf(mRegisteredVars.find(hname) != mRegisteredVars.end(), "Attempt to create same ConVar multiple times. Note the ConVars are static singletons!");

    *this = default_value;

    mRegisteredVars.insert(hname);

    gCore.Events.Subscribe(mhName, this);
  }

   ///////////// .cpp file

  std::set<u32> ConVar::mRegisteredVars;

崩溃发生在find方法的ErrorIf中。如果我注释掉那行，它会在插入行崩溃。

构造函数在main之前被调用（类的静态实例）。 有人知道这里可能出了什么问题吗？

- Millianz

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我们需要一个完整运行的示例来展示问题，否则我们只是在猜测。但听起来你遇到了全局初始化顺序问题。你是否在全局作用域中创建了一个类型为ConVar<T>的对象？ - Martin York

Answer 1

构造函数中相互访问的全局对象在实例化顺序上可能会出现问题。

有几种方法可以解决这个问题：

尝试使用

//Change
static std::set<u32> mRegisteredVars;

//Into
static std::set<u32>&  getRegisteredVarsSet()
{
    static  std::set<u32>&  mRegisteredVars;
    return mRegisteredVars;
}
// Obviously remove the `std::set<u32> ConVar::mRegisteredVars;`
// From the cpp file.

然后无论您在哪里使用：mRegisteredVars，都要改为getRegisteredVarsSet()

现在，即使您从静态存储期对象的构造函数中访问mRegisteredVars，调用getRegisteredVarsSet()（以检索它）将确保在返回之前完全初始化mRegisteredVars，并因此可供使用。

因为它是函数的静态成员，其寿命是程序的长度，因此它将在调用之间保留其状态。

- Martin York

Answer 2

在调用 main 之前不要访问静态/全局变量，这被称为 "静态初始化顺序混乱。" 在那个时候，你的 mRegisteredVars 简单地不存在。按照你的做法进行操作是未定义的行为。

- littleadv

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谢谢您指出这个问题。我并不知道这个麻烦事，我几乎肯定编译器会在访问构造函数之前识别初始化静态成员 - 即使类本身是静态的。 - Millianz