局部范围静态变量的零初始化和静态初始化

Question

我从 Google 阅读了几篇关于 C++ 初始化 的帖子，其中一些将我指向 StackOverflow。我从这些帖子中挑选的概念如下：

• C++初始化的顺序是：
  1. 零初始化;
  2. 静态初始化;
  3. 动态初始化。
• 静态对象（包括变量）首先是零初始化，然后是静态初始化。

我有几个关于初始化问题的询问（存储类问题也可能相关）：

• 全局对象（没有static关键字定义）也是静态对象，对吧？
• 全局对象也像静态对象一样通过上面的两个步骤进行初始化，对吧？
• 什么是静态初始化？是否指初始化静态对象（用static关键字定义）？
• 我还读到，当执行线程第一次进入块时，使用 static 关键字在块内（即在函数中）定义的对象会被初始化！这意味着 本地静态对象 在 ma​​in 函数执行之前不会被初始化。这意味着它们没有像上面提到的两个步骤那样初始化，对吧？
• 动态初始化是指new操作符创建的对象的初始化，对吧？它可能指的是 myClass obj = myClass(100); 或 myClass obj = foo(); 之类的初始化

我有太多关于初始化和存储类说明符问题的查询。我阅读了 C++2003 标准文档，但找不到清晰的逻辑，因为它们分散在整个文档中。

希望你给我一个答案，逻辑上解释了存储类说明符和初始化的整个映射。欢迎任何参考！

可能解释我的问题的代码：

class myClass{
public:
   int i;
   myClass(int j = 10): j(i){}
   // other declarations
};

myClass obj1;//global scope
static myClass obj2(2);//file scope
{   //local scope
   myClass obj3(3);
   static myClass obj4(4);
}

---

编辑：
如果你觉得我的问题比较繁琐，可以根据上面的代码帮忙解释一下。

Answer 1

我从 Google 阅读了几篇关于 C++ 初始化 的帖子，其中一些将我指向 StackOverflow。我从这些帖子中挑选的概念如下：

• C++初始化的顺序是：
  1. 零初始化;
  2. 静态初始化;
  3. 动态初始化。

是的，确实有 3 个阶段（在标准中）。让我们在继续之前澄清它们：

• 零初始化：内存在字节级别用0填充。
• 常量初始化：在对象的内存位置复制预先计算的（编译时）字节模式
• 静态初始化：零初始化后常量初始化
• 动态初始化：执行一个函数来初始化内存

一个简单的例子：

int const i = 5;     // constant initialization
int const j = foo(); // dynamic initialization

• 静态对象（包括变量）首先是零初始化，然后是静态初始化。

是和不是。

标准要求对象首先进行零初始化，然后：

• 尽可能初始化常量
• 否则动态初始化（编译器无法在编译时计算内存内容）

注意：在常量初始化的情况下，编译器可能会忽略遵循 as-if 规则的第一个零初始化内存。

我有几个关于初始化问题的询问（存储类问题也可能相关）：

• 全局对象（没有static关键字定义）也是静态对象，对吧？

是的，在文件范围内，static 对象只是符号的可见性。可以通过名称从另一个源文件中引用全局对象，而 static 对象名称完全是当前源文件的本地名称。

混乱源于static在许多不同情况下的重用:(

• 全局对象也像静态对象一样通过上面的两个步骤进行初始化，对吧？

是的，实际上是本地静态对象。

• 什么是静态初始化？是否指初始化静态对象（用static关键字定义）？

不，如上所述，它指的是在不执行用户定义函数的情况下初始化对象，而是将预先计算的字节模式复制到对象的内存中。请注意，对于稍后将动态初始化的对象，这只是将内存归零。

• 我还读到，当执行线程第一次进入块时，使用 static 关键字在块内（即在函数中）定义的对象会被初始化！这意味着 本地静态对象 在 ma​​in 函数执行之前不会被初始化。这意味着它们没有像上面提到的两个步骤那样初始化，对吧？

它们通过两个步骤过程进行初始化，尽管实际上只有第一次执行通过它们的定义。所以过程是一样的，只是时间略有不同。

但在实践中，如果它们的初始化是静态的（即内存模式是编译时模式）并且它们的地址没有被取走，它们可能会被优化掉。

请注意，在动态初始化的情况下，如果它们的初始化失败（应该初始化它们的函数抛出异常），它将在下一次流控制通过它们的定义时重新尝试。

• 动态初始化是指new操作符创建的对象的初始化，对吧？它可能指的是 myClass obj = myClass(100); 或 myClass obj = foo(); 之类的初始化

根本不是，它是指需要执行用户定义函数的初始化（注意：std::string 就 C++ 语言而言具有用户定义的构造函数）。

编辑：感谢 Zach 指出我错误地将 C++11 标准称为常量初始化的静态初始化；现在应该修复此错误。

Answer 2

我相信有三个不同的概念：初始化变量、变量在内存中的位置、变量初始化的时间。

首先：初始化

当一个变量被分配到内存中时，典型的处理器会保持内存不变，因此该变量将具有与其他人之前存储的相同的值。为了安全起见，一些编译器添加了额外的代码来将它们分配的所有变量初始化为零。我认为这就是您所说的“零初始化”。当你说：

 int i; // not all compilers set this to zero

但是，如果你对编译器说：

 int i = 10;

然后编译器指示处理器将 10 放入内存中，而不是将其保留为旧值或将其设置为零。我认为这就是您所说的“静态初始化”。

最后，你可以这样说：

 int i;
 ...
 ...
 i = 11;

然后处理器在执行int i; 时“零初始化”（或保留旧值），然后当它到达i = 11 行时，它“动态初始化”变量为11（这可能在第一次初始化后很长时间发生.

二：变量的位置

有：基于堆栈的变量（有时称为静态变量）和内存堆变量（有时称为动态变量）。

可以使用以下方法在堆栈段中创建变量：

int i;

或者像这样的内存堆：

int *i = new int;

不同之处在于退出函数调用后栈段变量丢失，而内存堆变量则一直保留到你说delete i;。您可以阅读汇编语言书籍以更好地了解其中的区别。

三：变量初始化的时间

当您输入定义它们的函数调用时，堆栈段变量是“零初始化”或静态初始化的。

当new 运算符首次创建内存堆变量时，它是“零初始化”或静态初始化的。

结语

您可以将static int i; 视为一个全局变量，其范围仅限于定义它的函数。我认为对static int i; 的混淆是因为静态听到意味着另一件事（退出时它不会被破坏）例程，因此它保留其价值）。我不确定，但我认为 static int i; 使用的技巧是将其放入 main() 的堆栈中，这意味着它在退出整个程序之前不会被销毁（因此它保留第一次初始化），或者它可以是存储在应用程序的数据段中。