C++静态类方法中的静态变量在头文件中的定义

Question

C++静态类方法中的静态变量在头文件中的定义

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// SomeOtherClass.hpp
#pragma once

int someOtherCallMe();

class SomeOtherClass {
  public:

    static int callMe() {
      static int _instance = 7;
      ++_instance;
      return _instance;
    }
};


// SomeOtherClass.cpp
#include "SomeOtherClass.hpp"

int
someOtherCallMe() {
  return SomeOtherClass::callMe();
}

// main.cpp

#include "SomeOtherClass.hpp"

#include <iostream>

int
main() {

  std::cout << SomeOtherClass::callMe();
  std::cout << someOtherCallMe();

  return 0;
}

我有三个文件：SomeOtherClass.hpp / cpp, main.cpp。这些文件将导致两个二进制文件：共享库（SomeOtherClass.cpp的）和可执行文件（main.cpp的，链接到共享库）。

C ++是否保证static <any-type> _instance在程序执行期间将是单个变量（无论它在多少个二进制文件中定义）？

注意为了澄清情况。我在这种情况下看到的混淆是，一方面，SomeOtherClass :: callMe在程序中被定义了两次，这是预期的（因为类静态成员函数实际上是带有内部链接的常规函数，如果它们在原地定义，就像在这种情况下一样），这就是您可以从反汇编中看到的内容。由于我们在机器代码中有两个具有静态局部变量的函数。语言/标准如何评估它们的行为？

- user14416

在使用MS Visual Studio时，您需要在构建DLL和使用DLL时使用正确的__declspec才能使其正常工作。 - R Sahu

是的，我知道，谢谢。 - user14416

如果问题确实涉及跨DLL边界的静态变量，则应在标题和文本中更突出地提到。 - M.M

2个回答

1

C++是否保证在程序执行期间（无论在多少个二进制文件中定义），静态_instance将是单个变量？

我认为该语言没有关于这一点的规定。它不涉及静态库或动态库。

提供确保有一个定义的机制是实现的责任。用户需要确保使用实现提供的机制来确保函数中的static变量只有一个定义。

- R Sahu

我同意你的观点，用户可以选择使用语言的方式来实现它想要的功能。但在这种情况下，我认为由于静态函数(SomeOtherClass::callMe)在代码中被复制了，那么静态变量也应该被复制，但至少在g++中并没有这样做。另一方面，它不应该被复制，因为正如语言所说的那样，static保证单个对象。 - user14416

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可以查看英文原文，
原文链接

- Rob L · Accepted Answer

是的，静态变量将是单个值。其他很多事情并没有被很好地定义，或者是新标准中的新内容。（如果它们是全局的话，它们何时被初始化？静态初始化的代码在函数内部是否线程安全？）但是，是的，你可以确信只有一个。

这里唯一需要澄清的是，在标准之外但在实践中非常重要的问题，如果你正在创建共享库（.so或.dll），你不能将C++类库静态（私有）链接到共享库中。否则，在两个不同的共享库中进行此操作会产生两个副本。（这个评论适用于库的所有内容，而不仅仅是静态变量。如果这样做了，那么一切都会重复。）

编辑：在许多平台上（例如Linux和Windows），这可以用来故意“隐藏”您的静态变量。如果您不让函数/类在dll / so之外可访问（使用declspec或可见性属性），那么您可以确保您的dll/so具有整个类的自己的副本。该技术有助于减少库之间不必要的交互。然而，在您的情况下，听起来您真正想要的只有一个，如果您的类在所有库中都有适当的可见性（只在一个库中可见，并且其他库链接到该库）。

再次编辑以参考标准

如果一个具有外部链接的函数在一个翻译单元中被声明为内联函数，则在出现该函数的所有翻译单元中都必须将其声明为内联函数。不需要进行任何诊断。带有外部链接的内联函数在所有翻译单元中应该具有相同的地址。 在extern inline函数中的静态局部变量总是引用同一个对象。

7.1.2.4，C++14