类模板中静态内联成员变量的初始化顺序（C++17）答案

【问题标题】：Initialization order of static inline member variables in class templates (C++17)类模板中静态内联成员变量的初始化顺序（C++17）
【发布时间】：2022-09-17 04:06:49
【问题描述】：

我正在编写一个代码，我需要使用类模板实例的静态变量来初始化某个类的静态成员变量。我知道静态初始化顺序惨败，并发现了几个关于该问题的讨论，但没有一个真正帮助我解决我的问题。我什至不知道为什么这对我来说是个问题。

这是一个最小的示例，它重现了我从代码中得到的错误：

#include <string>
#include <map>


template<class T>
class Foo {

private:

    static inline std::map<std::string, T> map_ = {};
    
public:
    
    static bool insert(const std::string& key, T value) {

        map_[key] = value;
        return true;
    }
};


using MyFoo = Foo<char>;

class Bar {
    static inline bool baz_ = MyFoo::insert(\"baz\", \'A\');
};


int main() {
    // This works just fine if the definition of Bar::baz_ in line 24 is removed
    //MyFoo::insert(\"baz\", \'A\');
    return 0;
}

使用 C++17 标准的编译以 0 个警告和 0 个错误结束。但是，在执行程序时，调用Foo::insert 时会发生分段错误。看来Foo::map_ 那时还没有初始化。但是不应该按照代码中定义的顺序来初始化静态变量吗？

我还应该提到，没有模板的代码可以正常工作。所以我想知道编译器是否以在Bar 之后定义实际类的方式实例化模板。可能是这样的问题还是编译器在这种情况下恰好做了“正确”的事情？

标签： c++ templates static c++17 inline

【解决方案1】：

类模板特化的静态数据成员的动态初始化（如果它们没有显式特化）与任何其他动态初始化完全无序（不确定顺序）。成员是否为inline无关紧要，其他动态初始化是否也是类模板特化的静态数据成员无关紧要，点在哪里也无关紧要静态数据成员的实例化和定义位于翻译单元中。

因此无法保证Foo<char>::map_ 在Bar::baz_ 之前初始化。

而是使用使用包含静态成员作为本地 static 变量的静态成员函数的常见习惯用法：

static auto& map_() {
    static std::map<std::string, T> map = {};
    return map;
}

// replace `map_` with `map_()` everywhere else

【讨论】：

所以它确实与类模板有关。非常感谢您的解释。您提出的解决方案非常有效！