C++靜態(tài)構造函數(shù)相關概念解析
如何才能正確的理解C++靜態(tài)構造函數(shù)呢？這一靜態(tài)函數(shù)在實際應用中能對我們起到些什么樣的作用呢？在這篇文章中大家將會找到這些答案。希望這些內(nèi)容能幫助大家?guī)硪恍椭?，提高對C++的認識。
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在C#中，類的靜態(tài)構造函數(shù)用于在使用類之前進行相關的初始化工作；比如，初始化靜態(tài)成員或執(zhí)行特定操作。CLR 在第一次創(chuàng)建該類對象或調(diào)用該類靜態(tài)方法時自動調(diào)用靜態(tài)構造函數(shù)。同時，CLR保證靜態(tài)構造函數(shù)的線程安全性（準確地說是，只會調(diào)用一次，不存在多線程問題）。
下面是MSDN對C++靜態(tài)構造函數(shù)特點的描述：
1.靜態(tài)構造函數(shù)既沒有訪問修飾符，也沒有參數(shù)
2.在創(chuàng)建第一個實例或引用任何靜態(tài)成員之前，將自動調(diào)用靜態(tài)構造函數(shù)來初始化類
3.無法直接調(diào)用靜態(tài)構造函數(shù)
4.在程序中，用戶無法控制何時執(zhí)行靜態(tài)構造函數(shù)
C++語言規(guī)范并未包含類似靜態(tài)構造函數(shù)的東西，但在使用類之前做初始化工作的需求卻是客觀存在的。就滿足需求本身來講，C++完全可以通過手動方式實現(xiàn)，但要處理好初始化時機，線程安全性等問題。本文則嘗試通過C++的模版機制模擬實現(xiàn)靜態(tài)構造函數(shù)，避免手動初始化的繁瑣實現(xiàn)。對于需要靜態(tài)構造函數(shù)的類A，只需用繼承static_constructable< A>模版類，并提供 static void statici_constructor()靜態(tài)方法即可：
class A : static_constructable< A>
{?
public:?
static void static_constructor() {?
std::cout < <? "static constructor a" < <? std::endl;?
s_string = "abc"; //初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)?
}?
static std::string s_string;?
public:?
A(){?
std::cout < <? "constructor a" < <? std::endl;?
}?
private:?
int m_i;?
};?
std::string A::s_string;?
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){?
std::cout < <? "beginning of main" < <? std::endl;?
assert(sizeof(A) == sizeof(int));//繼承不改變A的內(nèi)存布局?
assert(A::s_string == "");?
A a1;?
assert(A::s_string == "abc");?
A a2;?
std::cout < <? "end of main" < <? std::endl;?
return 0;?
}
輸出：
beginning of main?
static constructor a //創(chuàng)建A對象前自動調(diào)用靜態(tài)構造方法，一次且僅一次?
constructor a?
constructor a?
end of main
下面是static_constructable類模板的實現(xiàn)：
template< typename T>
class static_constructable?
{?
private:?
struct helper{?
helper(){?
T::static_constructor();?
}?
};?
protected:?
static_constructable(){?
static helper placeholder;?
}?
};
上面的實現(xiàn)把對A::static_constructor()的回調(diào)放到內(nèi)部類helper的構造函數(shù)中；并在static_constructable< A>()中定義一個helper局部靜態(tài)變量；C++保證在構造派生類 A的對象時，會先調(diào)用基類static_constructable< A>的構造函數(shù)，且靜態(tài)局部變量只會構造一次，這樣就達到調(diào)用一次且僅一次A::static_constructor()的目的。< /span>
static_constructor類模板簡單地模擬了C#的靜態(tài)構造函數(shù)機制，C++靜態(tài)構造函數(shù)具有以下特點：
1. 在第一次構造類對象之前自動調(diào)用類提供的靜態(tài)構造函數(shù)
2. 靜態(tài)構造函數(shù)被調(diào)用的時機是確定的
3. 利用了C++的局部靜態(tài)變量初始化機制保證了線程安全性(更正：實際并非線程安全，C++標準不涉及多線程問題，而一般編譯器實現(xiàn)也非線程安全，更多參見評論部分)
4. 基于繼承的實現(xiàn)機制并未改變派生類的對象內(nèi)存布局
不過，和本文開始列出的C#靜態(tài)構造函數(shù)的幾個特點相比，本實現(xiàn)還有明顯的不足：無法通過調(diào)用類A的靜態(tài)方法觸發(fā)靜態(tài)構造函數(shù)；類A的靜態(tài)構造函數(shù)必須是public的。
以上就是對C++靜態(tài)構造函數(shù)相關介紹。
