如何在 C++ 中为模板实现静态变量功能答案

【问题标题】：How to implement static variable functionality for templates in C++如何在 C++ 中为模板实现静态变量功能
【发布时间】：2021-09-06 02:35:25
【问题描述】：

我正在处理一个设计难题，希望能得到您的想法。我已经实现了一个模板类 PacketManager，它为作为模板给出的不同类型的数据包实现了资源管理器的功能。对于每种类型的数据包，我只有一个实例（单例），我希望有一个计数器来计算为不同类型的数据包生成的 PacketManager 实例的数量（因此基本上计算系统中数据包类型的数量）。自然地，人们会使用一个静态 int 变量并在每次实例化时递增它。但是对于模板，我不能只为所有模板实例提供一个静态变量。相反，我对每种数据包类型都有一个静态变量。你们能想出一个干净的解决方案来获得我需要的功能吗？我想到的唯一解决方案是定义一个不理想的全局变量。

【问题讨论】：

标签： c++ templates global-variables static-variables

【解决方案1】：

这是一个错误的前提：

但是对于模板，我不能只为所有模板实例设置一个静态变量。

是的，你可以：

#include <iostream>

struct Base {
    static int counter;
    Base() { counter++; }
};

int Base::counter = 0;

template <typename T> 
struct Foo : Base {};

int main(int argc, char** argv) {
    Foo<int> x;
    Foo<double> y;
    Foo<float> z;
    std::cout << Base::counter;
}

Output:

实际上，这并不是您当前问题所特有的。一般来说，任何不依赖于模板参数的东西都可以移动到非模板基类中。

【讨论】：

这太棒了。我根本没有想到这个解决方案。
@Amir 这就是我最后提到它的原因。您似乎错过了只有依赖于模板参数的东西才需要成为模板的一部分。将所有其他内容移至非模板基类通常会使事情变得更简单（考虑例如特化类模板，那么您只需要特化模板的成员，而不是基类的成员）

【解决方案2】：

除了全局变量，您可以将其作用域到另一个函数中：

size_t get_or_increment_counter(bool inc) {
    static size_t counter = 0;
    if (inc) counter++;
    return counter;
}

您的模板化函数将调用：

template <typename T>
class PacketManager {
private:
    std::shared_ptr<T> construct() {
        get_or_increment_counter(true);
        return std::make_shared(...);
    }
public:
    T& get_instance() {
        static std::shared_ptr<T> ptr = construct();
        return *ptr;
    }
};

【讨论】：

谢谢。该函数应该在全局范围内，而不是同一模板类的成员函数。对吗？
是的，如果是在同一个班级，那么这就是你现在看到的同样的问题。