我想要一个具有私有静态数据成员（包含所有字符 a-z 的向量）的类。在 java 或 C# 中，我可以只创建一个“静态构造函数”，它将在创建类的任何实例之前运行，并设置类的静态数据成员。它只运行一次（因为变量是只读的并且只需要设置一次）并且由于它是类的函数，它可以访问其私有成员。我可以在构造函数中添加代码来检查向量是否已初始化，如果未初始化则对其进行初始化，但这会引入许多必要的检查，并且似乎不是问题的最佳解决方案。
我突然想到，由于变量将是只读的，因此它们可以是 public static const，所以我可以在类之外设置它们一次，但再一次，它看起来有点像一个丑陋的 hack。
如果我不想在实例构造函数中初始化它们，是否可以在类中拥有私有静态数据成员？
【问题讨论】：
标签： c++ static private initializer static-constructor
要获得静态构造函数的等价物，您需要编写一个单独的普通类来保存静态数据，然后为该普通类创建一个静态实例。
class StaticStuff
{
std::vector<char> letters_;
public:
StaticStuff()
{
for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++)
letters_.push_back(c);
}
// provide some way to get at letters_
};
class Elsewhere
{
static StaticStuff staticStuff; // constructor runs once, single instance
};
【讨论】：
friend 很有意义的情况，因此Elsewhere 类可以轻松访问StaticStuff 的内部（我可能会补充说，不会以任何危险的方式破坏封装） .
你可以拥有
class MyClass
{
public:
static vector<char> a;
static class _init
{
public:
_init() { for(char i='a'; i<='z'; i++) a.push_back(i); }
} _initializer;
};
不要忘记（在 .cpp 中）这个：
vector<char> MyClass::a;
MyClass::_init MyClass::_initializer;
程序在没有第二行的情况下仍然会链接，但不会执行初始化程序。
【讨论】：
MyClass::a.push_back(i) 而不是a.push_back(i) 吗？
_initializer 是MyClass 的子对象。子对象按以下顺序初始化：虚拟基类子对象，按深度优先、从左到右的顺序（但每个不同的子对象仅初始化一次）；然后是普通的基类子对象，按深度优先，从左到右的顺序；然后是按声明顺序的成员子对象。所以使用 EFraim 的策略是安全的，只要 _initialiser 中的代码只引用它之前声明的成员。
从 C++11 开始，您可以简单地使用 lambda expressions 来初始化静态类成员，即使它们必须以某些特定顺序进行初始化或声明为 const。静态成员的初始化顺序与 source 文件中定义的顺序完全相同。
头文件：
class MyClass {
static const vector<char> letters;
static const size_t letterCount;
};
源文件：
// Initialize MyClass::letters with all letters from 'a' to 'z'.
const vector<char> MyClass::letters = [] {
vector<char> letters;
for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++) letters.push_back(c);
return letters;
}();
// Initialize MyClass::letterCount based on MyClass::letters.
const size_t MyClass::letterCount = letters.size();
【讨论】：
try catch 块中。
在.h文件中：
class MyClass {
private:
static int myValue;
};
.cpp 文件中：
#include "myclass.h"
int MyClass::myValue = 0;
【讨论】：
这是另一种类似于 Daniel Earwicker 的方法，也使用了 Konrad Rudolph 的朋友班建议。在这里，我们使用内部私有朋友实用程序类来初始化主类的静态成员。例如：
头文件：
class ToBeInitialized
{
// Inner friend utility class to initialize whatever you need
class Initializer
{
public:
Initializer();
};
friend class Initializer;
// Static member variables of ToBeInitialized class
static const int numberOfFloats;
static float *theFloats;
// Static instance of Initializer
// When this is created, its constructor initializes
// the ToBeInitialized class' static variables
static Initializer initializer;
};
实现文件：
// Normal static scalar initializer
const int ToBeInitialized::numberOfFloats = 17;
// Constructor of Initializer class.
// Here is where you can initialize any static members
// of the enclosing ToBeInitialized class since this inner
// class is a friend of it.
ToBeInitialized::Initializer::Initializer()
{
ToBeInitialized::theFloats =
(float *)malloc(ToBeInitialized::numberOfFloats * sizeof(float));
for (int i = 0; i < ToBeInitialized::numberOfFloats; ++i)
ToBeInitialized::theFloats[i] = calculateSomeFancyValue(i);
}
这种方法的优点是对外界完全隐藏了 Initializer 类，保留了要初始化的类中包含的所有内容。
【讨论】：
ToBeInitialized::Initializer::Initializer()被调用，所以你需要将ToBeInitialized::Initializer ToBeInitialized::initializer;添加到实现文件中。我从你的想法和 EFraim 的想法中得到了一些东西，它完全按照我的需要工作并且看起来很干净。谢谢，伙计。
Test::StaticTest() 在全局静态初始化期间只被调用一次。
调用者只需在要成为其静态构造函数的函数中添加一行。
static_constructor<&Test::StaticTest>::c; 在全局静态初始化期间强制初始化 c。
template<void(*ctor)()>
struct static_constructor
{
struct constructor { constructor() { ctor(); } };
static constructor c;
};
template<void(*ctor)()>
typename static_constructor<ctor>::constructor static_constructor<ctor>::c;
/////////////////////////////
struct Test
{
static int number;
static void StaticTest()
{
static_constructor<&Test::StaticTest>::c;
number = 123;
cout << "static ctor" << endl;
}
};
int Test::number;
int main(int argc, char *argv[])
{
cout << Test::number << endl;
return 0;
}
【讨论】：
不需要init() 函数，std::vector 可以从范围创建：
// h file:
class MyClass {
static std::vector<char> alphabet;
// ...
};
// cpp file:
#include <boost/range.hpp>
static const char alphabet[] = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
std::vector<char> MyClass::alphabet( boost::begin( ::alphabet ), boost::end( ::alphabet ) );
但是请注意，类类型的静态变量会在库中引起问题，因此应避免使用它们。
C++11 更新
从 C++11 开始，您可以改为这样做：
// cpp file:
std::vector<char> MyClass::alphabet = { 'a', 'b', 'c', ..., 'z' };
它在语义上等同于原始答案中的 C++98 解决方案，但是您不能在右侧使用字符串文字，因此它并不完全优越。但是，如果您有除char、wchar_t、char16_t 或char32_t 之外的任何其他类型的向量（其中的数组可以写为字符串文字），C++11 版本将严格删除样板代码与C++98版本相比，没有引入其他语法。
【讨论】：
静态构造函数的概念是在 Java 中吸取了 C++ 的问题后引入的。所以我们没有直接的等价物。
最好的解决方案是使用可以显式初始化的 POD 类型。
或者使您的静态成员成为具有自己的构造函数的特定类型，该构造函数可以正确初始化它。
//header
class A
{
// Make sure this is private so that nobody can missues the fact that
// you are overriding std::vector. Just doing it here as a quicky example
// don't take it as a recomendation for deriving from vector.
class MyInitedVar: public std::vector<char>
{
public:
MyInitedVar()
{
// Pre-Initialize the vector.
for(char c = 'a';c <= 'z';++c)
{
push_back(c);
}
}
};
static int count;
static MyInitedVar var1;
};
//source
int A::count = 0;
A::MyInitedVar A::var1;
【讨论】：
当尝试编译和使用类Elsewhere（来自Earwicker's answer）时，我得到：
error LNK2001: unresolved external symbol "private: static class StaticStuff Elsewhere::staticStuff" (?staticStuff@Elsewhere@@0VStaticStuff@@A)
如果不将一些代码放在类定义 (CPP) 之外，似乎无法初始化非整数类型的静态属性。
要进行编译，您可以改用“内部带有静态局部变量的静态方法”。像这样的：
class Elsewhere
{
public:
static StaticStuff& GetStaticStuff()
{
static StaticStuff staticStuff; // constructor runs once, single instance
return staticStuff;
}
};
您也可以将参数传递给构造函数或使用特定值对其进行初始化，它非常灵活、强大且易于实现...唯一的问题是您有一个包含静态变量的静态方法，而不是静态属性...语法有所改变，但仍然有用。希望这对某人有用，
雨果·冈萨雷斯·卡斯特罗。
我想简单的解决方案是：
//X.h
#pragma once
class X
{
public:
X(void);
~X(void);
private:
static bool IsInit;
static bool Init();
};
//X.cpp
#include "X.h"
#include <iostream>
X::X(void)
{
}
X::~X(void)
{
}
bool X::IsInit(Init());
bool X::Init()
{
std::cout<< "ddddd";
return true;
}
// main.cpp
#include "X.h"
int main ()
{
return 0;
}
【讨论】：
哇，我不敢相信没有人提到最明显的答案，也是最接近模仿 C# 的静态构造函数行为的答案，即在创建该类型的第一个对象之前不会调用它。
std::call_once() 在 C++11 中可用；如果您不能使用它，可以使用静态布尔类变量和比较和交换原子操作来完成。在您的构造函数中，看看您是否可以将类静态标志从false 原子更改为true，如果可以，您可以运行静态构造代码。
为了获得额外的荣誉，请将其设为 3 路标志而不是布尔值，即未运行、正在运行和已完成运行。然后该类的所有其他实例可以自旋锁定，直到运行静态构造函数的实例完成（即发出内存栅栏，然后将状态设置为“完成运行”）。你的自旋锁应该执行处理器的“暂停”指令，每次等待加倍直到达到阈值，等等——非常标准的自旋锁技术。
在没有 C++11 的情况下，this 应该可以帮助您入门。
这里有一些伪代码可以指导您。把它放在你的类定义中：
enum EStaticConstructor { kNotRun, kRunning, kDone };
static volatile EStaticConstructor sm_eClass = kNotRun;
在你的构造函数中：
while (sm_eClass == kNotRun)
{
if (atomic_compare_exchange_weak(&sm_eClass, kNotRun, kRunning))
{
/* Perform static initialization here. */
atomic_thread_fence(memory_order_release);
sm_eClass = kDone;
}
}
while (sm_eClass != kDone)
atomic_pause();
【讨论】：
刚刚解决了同样的问题。我必须为 Singleton 指定单个静态成员的定义。 但是让事情变得更复杂 - 我已经决定我不想调用 RandClass() 的ctor，除非我要使用它......这就是为什么我不想在我的代码中全局初始化单例。在我的案例中，我还添加了简单的界面。
这是最终代码：
我简化了代码并使用了 rand() 函数及其单种子初始化器 srand()
interface IRandClass
{
public:
virtual int GetRandom() = 0;
};
class RandClassSingleton
{
private:
class RandClass : public IRandClass
{
public:
RandClass()
{
srand(GetTickCount());
};
virtual int GetRandom(){return rand();};
};
RandClassSingleton(){};
RandClassSingleton(const RandClassSingleton&);
// static RandClass m_Instance;
// If you declare m_Instance here you need to place
// definition for this static object somewhere in your cpp code as
// RandClassSingleton::RandClass RandClassSingleton::m_Instance;
public:
static RandClass& GetInstance()
{
// Much better to instantiate m_Instance here (inside of static function).
// Instantiated only if this function is called.
static RandClass m_Instance;
return m_Instance;
};
};
main()
{
// Late binding. Calling RandClass ctor only now
IRandClass *p = &RandClassSingleton::GetInstance();
int randValue = p->GetRandom();
}
abc()
{
IRandClass *same_p = &RandClassSingleton::GetInstance();
}
【讨论】：
这是我的 EFraim 解决方案的变体；不同之处在于，由于隐式模板实例化，静态构造函数仅在创建类实例时调用，并且不需要在 .cpp 文件中定义（感谢模板实例化魔法）。
在.h 文件中，您有：
template <typename Aux> class _MyClass
{
public:
static vector<char> a;
_MyClass() {
(void) _initializer; //Reference the static member to ensure that it is instantiated and its initializer is called.
}
private:
static struct _init
{
_init() { for(char i='a'; i<='z'; i++) a.push_back(i); }
} _initializer;
};
typedef _MyClass<void> MyClass;
template <typename Aux> vector<char> _MyClass<Aux>::a;
template <typename Aux> typename _MyClass<Aux>::_init _MyClass<Aux>::_initializer;
在.cpp 文件中，您可以：
void foobar() {
MyClass foo; // [1]
for (vector<char>::iterator it = MyClass::a.begin(); it < MyClass::a.end(); ++it) {
cout << *it;
}
cout << endl;
}
请注意，MyClass::a 仅在行 [1] 存在时才被初始化，因为它调用（并需要实例化）构造函数，然后需要实例化 _initializer。
【讨论】：
这是另一种方法，其中向量通过使用匿名命名空间对包含实现的文件是私有的。它对于实现私有的查找表之类的东西很有用：
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
namespace {
vector<int> vec;
struct I { I() {
vec.push_back(1);
vec.push_back(3);
vec.push_back(5);
}} i;
}
int main() {
vector<int>::const_iterator end = vec.end();
for (vector<int>::const_iterator i = vec.begin();
i != end; ++i) {
cout << *i << endl;
}
return 0;
}
【讨论】：
I 和 i 命名为更晦涩的名称，这样您就不会意外地在文件的较低位置使用它们。
它当然不需要像当前接受的答案那样复杂（Daniel Earwicker）。课是多余的。在这种情况下，不需要语言战。
.hpp 文件：
vector<char> const & letters();
.cpp 文件：
vector<char> const & letters()
{
static vector<char> v = {'a', 'b', 'c', ...};
return v;
}
【讨论】：
GCC 提供
__attribute__((constructor))
https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.0/gcc/Function-Attributes.html
使用此属性标记静态方法，它将在模块加载时运行，在 main() 之前。
【讨论】：
定义静态成员变量的方式与定义成员方法的方式类似。
foo.h
class Foo
{
public:
void bar();
private:
static int count;
};
foo.cpp
#include "foo.h"
void Foo::bar()
{
// method definition
}
int Foo::count = 0;
【讨论】：
要初始化静态变量，您只需在源文件中执行此操作。例如：
//Foo.h
class Foo
{
private:
static int hello;
};
//Foo.cpp
int Foo::hello = 1;
【讨论】：
如何创建一个模板来模仿 C# 的行为。
template<class T> class StaticConstructor
{
bool m_StaticsInitialised = false;
public:
typedef void (*StaticCallback)(void);
StaticConstructor(StaticCallback callback)
{
if (m_StaticsInitialised)
return;
callback();
m_StaticsInitialised = true;
}
}
template<class T> bool StaticConstructor<T>::m_StaticsInitialised;
class Test : public StaticConstructor<Test>
{
static std::vector<char> letters_;
static void _Test()
{
for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++)
letters_.push_back(c);
}
public:
Test() : StaticConstructor<Test>(&_Test)
{
// non static stuff
};
};
【讨论】：
对于像这里这样的简单情况，包裹在静态成员函数中的静态变量几乎一样好。它很简单，通常会被编译器优化掉。但这并不能解决复杂对象的初始化顺序问题。
#include <iostream>
class MyClass
{
static const char * const letters(void){
static const char * const var = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
return var;
}
public:
void show(){
std::cout << letters() << "\n";
}
};
int main(){
MyClass c;
c.show();
}
【讨论】：
这是一个解决方案吗？
class Foo
{
public:
size_t count;
Foo()
{
static size_t count = 0;
this->count = count += 1;
}
};
【讨论】：
可以使用如下的友元类或嵌套类来模拟静态构造函数。
class ClassStatic{
private:
static char *str;
public:
char* get_str() { return str; }
void set_str(char *s) { str = s; }
// A nested class, which used as static constructor
static class ClassInit{
public:
ClassInit(int size){
// Static constructor definition
str = new char[size];
str = "How are you?";
}
} initializer;
};
// Static variable creation
char* ClassStatic::str;
// Static constructor call
ClassStatic::ClassInit ClassStatic::initializer(20);
int main() {
ClassStatic a;
ClassStatic b;
std::cout << "String in a: " << a.get_str() << std::endl;
std::cout << "String in b: " << b.get_str() << std::endl;
a.set_str("I am fine");
std::cout << "String in a: " << a.get_str() << std::endl;
std::cout << "String in b: " << b.get_str() << std::endl;
std::cin.ignore();
}
输出：
String in a: How are you?
String in b: How are you?
String in a: I am fine
String in b: I am fine
【讨论】：
new一个字符数组只是为了立即泄漏指针并覆盖它！？