为什么静态数据成员可能无法初始化？

我试图在加载时向工厂注册一堆类。我的策略是利用静态初始化来确保在 main() 开始之前，工厂已准备就绪。当我动态链接库时，此策略似乎有效，但当我静态链接时则无效；当我静态链接时，只有一些静态数据成员被初始化。

假设我的工厂生产汽车。我有 CarCreator 类，可以实例化少数汽车，但不是全部。我希望工厂收集所有这些 CarCreator 类，以便寻找新车的代码可以进入工厂，而不必知道谁将进行实际的构建。

所以我有

CarTypes.hpp

enum CarTypes
{
   prius = 0,
   miata,
   hooptie,
   n_car_types
};

我的工厂.hpp

class CarCreator
{
public:
   virtual Car * create_a_car( CarType ) = 0;
   virtual std::list< CarTypes > list_cars_I_create() = 0;
};

class MyFactory // makes cars
{
public:
   Car * create_car( CarType type );
   void factory_register( CarCreator * )

   static MyFactory * get_instance(); // singleton
private:
   MyFactory();

   std::vector< CarCreator * > car_creator_map;
};

我的工厂.cpp

MyFactory:: MyFactory() : car_creator_map( n_car_types );

MyFactory * MyFactory::get_instance() {
   static MyFactory * instance( 0 ); /// Safe singleton
   if ( instance == 0 ) {
      instance = new MyFactory;
   }
   return instance;
}

void MyFactory::factory_register( CarCreator * creator )
{
   std::list< CarTypes > types = creator->list_cars_I_create();
   for ( std::list< CarTypes >::const_iteator iter = types.begin();
         iter != types.end(); ++iter ) {
      car_creator_map[ *iter ] = creator;
   }
}

Car * MyFactory::create_car( CarType type ) 
{
   if ( car_creator_map[ type ] == 0 ) { // SERIOUS ERROR!
      exit();
   }
   return car_creator_map[ type ]->create_a_car( type );
}

...

然后我将拥有特定的汽车和特定的汽车创造者：

米亚塔.cpp

class Miata : public Car {...};

class MiataCreator : public CarCreator {
public:
   virtual Car * create_a_car( CarType );
   virtual std::list< CarTypes > list_cars_I_create();
private:
   static bool register_with_factory();
   static bool registered;
};

bool MiataCreator::register_with_factory()
{
   MyFactory::get_instance()->factory_register( new MiataCreator );
   return true;
}

bool MiataCreator::registered( MiataCreator::register_with_factory() );

...

重申一下：动态链接我的库，MiataCreator::registered 将被初始化，静态链接我的库，它不会被初始化。

通过静态构建，当有人去工厂请求 Miata 时，car_creator_map将指向 NULL 并且程序将退出。

私有静态整型数据成员是否有什么特殊之处，它们的初始化将以某种方式被跳过？静态数据成员是否仅在使用类时才初始化？我的 CarCreator 类未在任何头文件中声明；它们完全位于 .cpp 文件中。编译器是否有可能内联初始化函数并以某种方式避免调用 MyFactory::factory_register?

有没有更好的办法解决这个注册问题？

在单个函数中列出所有 CarCreators、向工厂显式注册每个 CarCreators、然后保证调用该函数并不是一种选择。特别是，我想将几​​个库链接在一起并在这些单独的库中定义 CarCreators，但仍然使用单个工厂来构建它们。

...

以下是我期待的一些答复，但它们并不能解决我的问题：

1）你的单例工厂不是线程安全的。 a）没关系，我只使用一个线程。

2) 当你的 CarCreators 初始化时，你的单例工厂可能未初始化（即你遇到了静态初始化失败） a）我通过将单例实例放入函数中来使用单例类的安全版本。如果这是一个问题，如果我向MiataCreator's::register_with_factory方法：我没有。

我认为你有一个静态初始化顺序惨败，但不是与工厂。

这并不是说注册标志没有被初始化，而是没有足够快地初始化。

您不能依赖静态初始化顺序，除非：

1. 在同一翻译单元（.cpp 文件）中定义的静态变量将按照列出的顺序进行初始化
2. 翻译单元中定义的静态变量将在第一次调用该翻译单元中的任何函数或方法之前进行初始化。

你什么cannot依赖的是静态变量将在函数或方法之前初始化其他第一次调用翻译单元。

特别是，在首次调用 MyFactory::create_car（在 MyFactory.cpp 中定义）之前，您不能依赖 MiataCreator::registered（在 Miata.cpp 中定义）进行初始化。

像所有未定义的行为一样，有时您会得到您想要的东西，有时您不会，并且最奇怪、最看似无关的事情（例如静态链接与动态链接）可以改变它是否按照您想要的方式工作。

您需要做的是为 Miata.cpp 中定义的注册标志创建静态访问器方法，并让 MyFactory 工厂通过此访问器获取值。由于访问器与变量定义位于同一翻译单元中，因此变量将在访问器运行时初始化。然后您需要从某个地方调用此访问器。