在c++中初始化私有静态数据成员的最佳方法是什么?我在头文件中尝试了这一点,但它给了我奇怪的链接器错误:

class foo
{
    private:
        static int i;
};

int foo::i = 0;

我猜这是因为我不能从类外部初始化一个私有成员。那么最好的方法是什么呢?


当前回答

对于这个问题的未来观众,我想指出您应该避免monkey0506所建议的内容。

头文件用于声明。

对于每个直接或间接包含头文件的.cpp文件,头文件将被编译一次,并且在main()之前在程序初始化时运行任何函数之外的代码。

通过输入:foo::i = VALUE;对于每个.cpp文件,foo:i将被赋值value(不管它是什么),并且这些赋值将以不确定的顺序(由链接器决定)在main()运行之前发生。

如果我们在其中一个。cpp文件中#define VALUE为不同的数字会怎样?它将编译良好,我们将无法知道哪个胜出,直到我们运行程序。

永远不要将执行的代码放入头文件中,这与您永远不要#include .cpp文件的原因相同。

Include守卫(我同意你应该经常使用)保护你不受一些不同情况的影响:在编译一个.cpp文件时,同一个头文件被间接地多次# Include。

其他回答

set_default()方法怎么样?

class foo
{
    public:
        static void set_default(int);
    private:
        static int i;
};

void foo::set_default(int x) {
    i = x;
}

我们只需要使用set_default(int x)方法,我们的静态变量就会被初始化。

这与其他注释并不矛盾,实际上它遵循了在全局作用域中初始化变量的相同原则,但是通过使用这个方法,我们使其显式(并且易于看到-理解),而不是将变量的定义挂在那里。

使用Microsoft编译器[1],不像int型的静态变量也可以在头文件中定义,但在类声明之外,使用Microsoft特定的__declspec(selectany)。

class A
{
    static B b;
}

__declspec(selectany) A::b;

请注意,我并不是说这是好的,我只是说这是可以做到的。

现在,比MSC更多的编译器支持__declspec(selectany)——至少gcc和clang。甚至更多。

类声明应该在头文件中(如果不共享,则在源文件中)。 文件:foo。

class foo
{
    private:
        static int i;
};

但是初始化应该在源文件中。 文件:foo.cpp

int foo::i = 0;

如果初始化是在头文件中,那么每个包含头文件的文件都有一个静态成员的定义。因此,在链接阶段,你会得到链接器错误,因为初始化变量的代码将在多个源文件中定义。 静态int i的初始化必须在任何函数之外完成。

注意:Matt Curtis:指出,如果静态成员变量是const整数类型(bool, char, char8_t[自c++ 20以来],char16_t, char32_t, wchar_t, short, int, long, long long,或任何实现定义的扩展整数类型,包括任何有符号,无符号和cv限定变量),c++允许简化上述内容。然后你可以直接在头文件的类声明中声明和初始化成员变量:

class foo
{
    private:
        static int const i = 42;
};

c++ 11静态构造函数模式,适用于多个对象

一个习惯用法是在:https://stackoverflow.com/a/27088552/895245上提出的,但这里有一个更简洁的版本,不需要为每个成员创建一个新方法。

main.cpp

#include <cassert>
#include <vector>

// Normally on the .hpp file.
class MyClass {
public:
    static std::vector<int> v, v2;
    static struct StaticConstructor {
        StaticConstructor() {
            v.push_back(1);
            v.push_back(2);
            v2.push_back(3);
            v2.push_back(4);
        }
    } _staticConstructor;
};

// Normally on the .cpp file.
std::vector<int> MyClass::v;
std::vector<int> MyClass::v2;
// Must come after every static member.
MyClass::StaticConstructor MyClass::_staticConstructor;

int main() {
    assert(MyClass::v[0] == 1);
    assert(MyClass::v[1] == 2);
    assert(MyClass::v2[0] == 3);
    assert(MyClass::v2[1] == 4);
}

GitHub上游。

编译并运行:

g++ -ggdb3 -O0 -std=c++11 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.cpp
./main.out

参见:c++中的静态构造函数?我需要初始化私有静态对象

在Ubuntu 19.04上测试。

c++ 17内联变量

在:https://stackoverflow.com/a/45062055/895245提到过,但这里有一个多文件可运行的例子,让它更清楚:内联变量是如何工作的?

这个很棒的c++ 17特性允许我们:

方便地为每个常量使用一个内存地址 存储它作为一个constexpr:如何声明constexpr extern? 在一个标题的单行中

main.cpp

#include <cassert>

#include "notmain.hpp"

int main() {
    // Both files see the same memory address.
    assert(&notmain_i == notmain_func());
    assert(notmain_i == 42);
}

notmain.hpp

#ifndef NOTMAIN_HPP
#define NOTMAIN_HPP

inline constexpr int notmain_i = 42;

const int* notmain_func();

#endif

notmain.cpp

#include "notmain.hpp"

const int* notmain_func() {
    return &notmain_i;
}

编译并运行:

g++ -c -o notmain.o -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic notmain.cpp
g++ -c -o main.o -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic main.cpp
g++ -o main -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic main.o notmain.o
./main

GitHub上游。

如果使用头保护,也可以在头文件中包含赋值。我在自己创建的c++库中使用了这种技术。实现相同结果的另一种方法是使用静态方法。例如……

class Foo
   {
   public:
     int GetMyStatic() const
     {
       return *MyStatic();
     }

   private:
     static int* MyStatic()
     {
       static int mStatic = 0;
       return &mStatic;
     }
   }

上面的代码有一个“好处”,就是不需要CPP/源文件。同样,这是我在c++库中使用的方法。