与Java静态块等效的C ++习惯用法是什么？

一尘不染

与Java静态块等效的C ++习惯用法是什么？

java

我有一个带有一些静态成员的类，并且我想运行一些代码来初始化它们（假设此代码无法转换成简单的表达式）。在Java中，我只会

class MyClass {
    static int myDatum;

    static {
        /* do some computation which sets myDatum */
    }
}

除非我弄错了，否则C ++不允许使用此类静态代码块，对吗？我应该怎么做呢？

我想要以下两个选项的解决方案：

初始化在进程加载时发生（或在加载带有此类的DLL时）。
初始化发生在第一次实例化该类时。

对于第二种选择，我在想：

class StaticInitialized {
    static bool staticsInitialized = false;

    virtual void initializeStatics();

    StaticInitialized() {
        if (!staticsInitialized) {
            initializeStatics();
            staticsInitialized = true;
        }
    }
};

class MyClass : private StaticInitialized {
    static int myDatum;

    void initializeStatics() {
        /* computation which sets myDatum */
    }
};

但这是不可能的，因为C ++（目前？）不允许初始化非常量静态成员。但是，至少这可以通过表达式将静态块的问题减少到静态初始化的问题…

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2020-09-08

共1个答案

一尘不染

您也可以在C ++中具有静态块-外部类。

事实证明，我们可以实现Java样式的静态块，尽管它是在类外部而不是在类内部，即在翻译单元范围内。内幕的实现有点丑陋，但是使用起来非常优雅！

可下载的版本

该解决方案现在有一个GitHub存储库，其中包含一个头文件：static_block.hpp。

用法

如果您写：

static_block {
    std::cout << "Hello static block world!\n";
}

此代码将在您的之前运行main()。您可以初始化静态变量，也可以执行其他任何操作。因此，您可以在类的.cpp实现文件中放置这样的块。

笔记：

您必须用花括号将静态块代码括起来。
在C ++中不能保证执行静态代码的相对顺序。

实作

静态块实现涉及使用函数静态初始化的虚拟变量。您的静态块实际上是该函数的主体。为了确保我们不会与其他虚拟变量发生冲突（例如，来自另一个静态块或其他任何地方），我们需要一些宏机制。

#define CONCATENATE(s1, s2) s1##s2
#define EXPAND_THEN_CONCATENATE(s1, s2) CONCATENATE(s1, s2)
#ifdef __COUNTER__
#define UNIQUE_IDENTIFIER(prefix) EXPAND_THEN_CONCATENATE(prefix, __COUNTER__)
#else
#define UNIQUE_IDENTIFIER(prefix) EXPAND_THEN_CONCATENATE(prefix, __LINE__)
#endif // __COUNTER__

这是将内容组合在一起的宏工作：

#define static_block STATIC_BLOCK_IMPL1(UNIQUE_IDENTIFIER(_static_block_))

#define STATIC_BLOCK_IMPL1(prefix) \
    STATIC_BLOCK_IMPL2(CONCATENATE(prefix,_fn),CONCATENATE(prefix,_var))

#define STATIC_BLOCK_IMPL2(function_name,var_name) \
static void function_name(); \
static int var_name __attribute((unused)) = (function_name(), 0) ; \
static void function_name()

笔记：

一些编译器不支持__COUNTER__-它不是C 标准的一部分；它不支持C 。在这种情况下，以上代码__LINE__也会使用。GCC和Clang支持__COUNTER__。
这是C 98；您不需要任何C 11/14/17构造。但是，即使不使用任何类或方法，它 也不是 有效的C语言。
该__attribute ((unused))可被丢弃，或更换[[unused]]，如果你有一个C ++编译器11，其不喜欢的GCC风格的未使用的扩展。
这不会避免或不利于静态初始化顺序fiasco，因为虽然您知道静态块将在之前执行main()，但不能保证相对于其他静态初始化确切的执行时间。

Live Demo

2020-09-08