非 odr-used 全局变量延迟动态初始化的保证答案

【问题标题】：Guarantee of deferred dynamic initialization of non odr-used global variable非 odr-used 全局变量延迟动态初始化的保证
【发布时间】：2018-01-18 23:47:39
【问题描述】：

考虑以下由两个TU 组成的完整程序：

// 1.cpp
bool init() { /* ... */ }
const auto _{init()};

// 2.cpp
int main() {}

问题：是否可以保证 _ 在某个时候被初始化（我不在乎何时）？

现在考虑由一个TU组成的程序：

// 1.cpp
bool init() { /* ... */ }
const auto _{init()};
int main() {}

请注意，_ 不是 odr-used。

但是，在第二种情况下，main() 是否可以称为odr-used，因为它在程序运行时被调用（在某种程度上）“被实现引用”？

如果main() 是odr-used，这是否意味着_ 保证被初始化，即使它不是odr-used？

编辑：

这就是en.cppreference.com 所说的延迟动态初始化：

如果没有从给定的翻译单元中使用的变量或函数，该翻译单元中定义的非局部变量可能永远不会已初始化（这模拟了按需动态库的行为）

在阅读我的两个示例时，您能回答我的问题吗？

【问题讨论】：

“延迟动态初始化”是什么意思？我不明白为什么这里会发生任何动态或延迟的事情。

标签： c++ std c++17

【解决方案1】：

据推测，链接器的工作是在程序启动期间从所有翻译单元中整理所有具有static storage-duration的对象以进行初始化-但是，它的作用远不止于此，保证是这些对象将在 use of any function within that translation unit 之前初始化。

basic.start.static/1: 具有静态存储持续时间的变量被初始化为程序启动的结果......

另见：

basic.stc.static/2: 如果具有静态存储持续时间的变量有初始化或有副作用的析构函数，即使它也不会被消除好像没用过……

【讨论】：

@Martin，不，你没有遗漏任何东西。这是真的。这发生在我之前使用 CppUnit 进行测试时。基本上我在不同 TU 中的测试没有在某些平台/编译器上运行，向所有测试 TU 添加一个静态变量并使用extern 修改它解决了我的问题。
好的。那么我的问题的答案是什么？我很困惑。
@Martin，是的，如果您不调用任何函数或对某些翻译单元 X 中的任何变量进行任何交叉引用，则 X 中的静态对象可能永远不会被初始化。见Prevent Linker from optimizing startup code
那么在定义 main() 的地方定义 _ 是保证 _ 被初始化的一种方式吗？
@Martin，在 main() 所在的翻译单元中定义它会调用 basic.start.dynamic/4：如果此类静态对象的初始化有副作用，这将提供您寻求的保证

【解决方案2】：

对象_ 保证被初始化。根据[basic.start.static]/1，

具有静态存储持续时间的变量在程序启动时被初始化。变量与线程存储持续时间被初始化为线程执行的结果。

如果您想知道这是否只能被解读为保证会发生静态初始化，而不是保证会发生动态初始化，请参阅 [dcl.dcl]/11，

定义导致适当的存储量保留并进行任何适当的初始化 (11.6)。

因此，初始化器{init()} 的语义所需的所有初始化都应在对象_ 上执行。

像往常一样，as-if 规则适用。如果init() 有任何可观察到的行为，则必须发生这种行为。它有任何影响可观察行为的副作用，这种副作用必须发生。

_ 未被使用的事实无关紧要。 main 的切线也无关紧要。

【讨论】：