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c++非局部靜態數據實例分析-創新互聯

本篇內容介紹了“c++非局部靜態數據實例分析”的有關知識,在實際案例的操作過程中,不少人都會遇到這樣的困境,接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧!希望大家仔細閱讀,能夠學有所成!

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靜態數據包括:

  1. 在namespace內定義的名字空間域變量 √

  2. 在類中被聲明為static的類域變量 √

  3. 在函數中被聲明為static的局部靜態變量  ×

  4. 在文件中被定義的全局變量(不管有沒有static修飾) √

上面提到的非局部靜態數據指的就是除去第3種情形之外,其他的1、2、4情形。

而編譯單元指的就是.o文件,假如一個工程是由n個單獨的cpp和對應的頭文件,那么就會被事先編譯生成n個.o文件,有時候我們將這些*.o文件稱為目標文件,它們作為生成最后的統一可執行文件,也被稱為編譯單元。

綜上所言,本文的標題的含義是:如果在多文件中,分別定義了多個靜態數據(不含局部變量),那么他們之間的相互依賴關系將會出現微妙的窘境。

什么窘境呢?事情是這樣的,由于靜態數據會在程序運行開始時刻進行初始化(不管是指定初始化,還是系統自動初始化),并且C++標準沒有規定多個文件中的這些靜態數據的初始化次序,這就會帶來一個問題:如果非局部靜態數據相互依賴,那就會因為初始化次序的不確定性,導致程序的運行結果無法預測。

比如,程序員Jack開發了一個超好用的類,叫car(汽車),并定義了一個此類的對象預備給他人使用。

class car  // 非開源代碼
{
    ... ...
public:
    void startup(params);
    ... ...
};

extern car BMW; // 一臺高性能汽車 ^__^

另一方面,在不同的時間不同的地點,不同的程序員Rose基于不同的目的,開發了一個物流類MF,很自然地會直接使用Jack的汽車對象來完成某些工作。

class MF
{
public:
    MF(params);
    ... ...
};

MF::MF(params)
{
    ... ...
    BMW.startup();  // 使用car對象
}

很快,Rose的代碼便會遇到災難性的后果,因為C++編譯時無法保證在MF對象初始化之時,汽車對象BMW究竟有沒有初始化完畢。因此,MF很有可能調用了一個未初始化對象的startup函數,這很尷尬。


避免這種情況做法也很簡單,那就是定義一個函數,專門用來處理這些引發麻煩的多編譯單元里的非局部靜態數據。比如:

car &BMW()
{
    static car c; // 局部靜態對象c
    return c;
}

此時,Rose使用car對象的情形只需要一個小小小小的改動:

MF::MF(params)
{
    ... ...
    BMW().startup();  // 使用car對象
}

沒錯,就是在BMW的后面加了一對括號。整體而言,用戶Rose在使用car對象的過程是完全一樣的,但程序的邏輯大有不同,當Rose首次調用函數BMW的時候,局部靜態對象c被創建并初始化,這保證了調用startup()函數的正確性,其次,如果startup()一次都沒被調用過,那么局部靜態對象c根本就不會被產生!完美!通過這樣的設計,我們反手一勾拳同時解決了兩個問題:既保證了初始化的次序,由提高了程序的性能。

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標題來源:http://m.newbst.com/article2/dhcioc.html

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