重温经典的 C++ 静态初始化顺序惨败

我最近遇到了一个奇怪的情况。

让我们考虑下面的类（放在header.h):

#ifndef HEADER_H
#define HEADER_H

#include <set>

template <class V, class T>
class Class
{
public:
    typedef std::set<const Class<V, T>* > instances_list;

    explicit Class(const V& Value):m_value(Value)
    {
    s_instances.insert(this);
    }
private:
    static instances_list s_instances;
    V m_value;
};

template <typename V, typename T>
typename Class<V,T>::instances_list Class<V,T>::s_instances;

class Something : public Class<int, Something>
{
public:
    static const Something SOMETHING_CONSTANT;

private:
    explicit Something(int value): Class<int, Something>(value)
    {}
};

#endif

以及一个使用它的非常简单的应用程序：

#include "header.h"

const Something Something::SOMETHING_CONSTANT (1);

int main()
{
}

编译它会取得不同程度的成功。

g++（4.9.2、4.8.4 和 4.3.2）编译可执行文件，但它们生成 SEGFAULT，其堆栈跟踪如下：

#0  0x00007ffff7b4aaaa in ?? () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#1  0x00000000004012bb in std::_Rb_tree_iterator<Class<int, Something> const*>::operator-- (this=0x7fffffffdcf0) at /usr/include/c++/4.8/bits/stl_tree.h:204
#2  0x0000000000400ef2 in std::_Rb_tree<Class<int, Something> const*, Class<int, Something> const*, std::_Identity<Class<int, Something> const*>, std::less<Class<int, Something> const*>, std::allocator<Class<int, Something> const*> >::_M_get_insert_unique_pos (this=0x6030c0 <Class<int, Something>::s_instances>, __k=@0x7fffffffde08: 0x6030a4 <Something::SOMETHING_CONSTANT>) at /usr/include/c++/4.8/bits/stl_tree.h:1333
#3  0x0000000000400c1d in std::_Rb_tree<Class<int, Something> const*, Class<int, Something> const*, std::_Identity<Class<int, Something> const*>, std::less<Class<int, Something> const*>, std::allocator<Class<int, Something> const*> >::_M_insert_unique (this=0x6030c0 <Class<int, Something>::s_instances>, __v=@0x7fffffffde08: 0x6030a4 <Something::SOMETHING_CONSTANT>) at /usr/include/c++/4.8/bits/stl_tree.h:1377
#4  0x0000000000400b19 in std::set<Class<int, Something> const*, std::less<Class<int, Something> const*>, std::allocator<Class<int, Something> const*> >::insert (this=0x6030c0 <Class<int, Something>::s_instances>, 
    __x=@0x7fffffffde08: 0x6030a4 <Something::SOMETHING_CONSTANT>) at /usr/include/c++/4.8/bits/stl_set.h:463
#5  0x0000000000400ad9 in Class<int, Something>::Class (this=0x6030a4 <Something::SOMETHING_CONSTANT>, Value=@0x7fffffffde24: 1) at header.h:14
#6  0x0000000000400aa2 in Something::Something (this=0x6030a4 <Something::SOMETHING_CONSTANT>, value=1) at header.h:30
#7  0x0000000000400a24 in __static_initialization_and_destruction_0 (__initialize_p=1, __priority=65535) at main.cpp:3
#8  0x0000000000400a6b in _GLOBAL__sub_I__ZN9Something18SOMETHING_CONSTANTE () at main.cpp:7
#9  0x00000000004015ed in __libc_csu_init ()
#10 0x00007ffff751ce55 in __libc_start_main (main=0x4009ed <main()>, argc=1, argv=0x7fffffffdf88, init=0x4015a0 <__libc_csu_init>, fini=<optimized out>, rtld_fini=<optimized out>, stack_end=0x7fffffffdf78) at libc-start.c:246
#11 0x0000000000400929 in _start ()

clang（3.4.1 和 3.5.0-10）生成一个运行良好的可执行文件，不会出现段错误。

Visual Studio 2015 生成一个出现段错误的应用程序。

如果我将所有内容放入一个文件中，编译器会在 ideone.com 上找到（http://ideone.com/Dhh8Hl http://ideone.com/Dhh8Hl) 产生运行时错误，信号 11。

我有一种感觉，这是未定义的行为......如果我不正确，请纠正我。

阅读完相关问题后：C++ 静态成员初始化（里面有模板乐趣） https://stackoverflow.com/questions/1819131/c-static-member-initalization-template-fun-inside , 模板静态成员初始化顺序 https://stackoverflow.com/questions/23841022/template-static-members-initialization-order and 类模板内静态数据的初始化顺序 https://stackoverflow.com/questions/10011039/initialization-order-of-static-data-inside-class-template/10011133#10011133我仍然无法从标准中找到相关段落，这些段落告诉我为什么在使用 g++ 和 MSVC 编译时会失败，但会传递 clang。

(3.6.2) 告诉我：

具有静态存储持续时间（3.7.1）的对象应进行零初始化 (8.5) 在任何其他初始化发生之前。参考与 静态存储时长以及具有静态存储的POD类型的对象 持续时间可以用常量表达式初始化（​​5.19）；这是 称为常量初始化。一起，零初始化和 常量初始化称为静态初始化；所有其他 初始化是动态初始化。静态初始化应 在任何动态初始化发生之前执行。动态的 对象的初始化可以是有序的，也可以是无序的。 显式专用类模板静态数据的定义 成员已下令初始化。其他类模板静态数据 成员（即隐式或显式实例化的专业化） 有无序的初始化。命名空间中定义的其他对象 范围已有序初始化。单个对象中定义的对象 翻译单元和有序初始化应被初始化 按照它们在翻译单元中的定义顺序。命令 对于无序的对象，未指定初始化的次数 初始化以及在不同翻译单元中定义的对象。

从中我了解到Static initialization shall be performed before any dynamic initialization takes place.在我看来const Something Something::SOMETHING_CONSTANT (1); 属于常量初始化的范畴（如果我错了，请纠正我），因此它是静态初始化。另外，上面那位说Other class template static data members (i.e., implicitly or explicitly instantiated specializations) have unordered initialization.这很好，因为我只有其中之一，但我只是不明白为什么静态模板成员没有在该类型的实际成员之前初始化。

我已经使用解决了这个问题https://isocpp.org/wiki/faq/ctors#static-init-order https://isocpp.org/wiki/faq/ctors#static-init-order所以现在我只是好奇为什么编译器的行为如此不同，以及哪个是正确的。

初始化

const Somthing SomeThing::SOMETHING_CONST(1);

is not常量初始化：它初始化一个const但它是动态执行的，即动态初始化。计算 a 时会发生常量初始化常量表达式。这是比仅仅更具体的含义const并且仅适用于可以在编译期间计算的实体（有关更多详细信息，请参阅第 5.19 节 [expr.const]）。

如果您希望此初始化作为常量初始化发生，您需要使构造函数constexpr。鉴于您访问std::set<int>在此初始化过程中，我怀疑您能否成功创建构造函数constexpr.

这只是使用全局对象的常见危险。如果您需要对初始化顺序进行某种程度的控制，请使用通常的技巧来获取至少以合适的顺序初始化的全局对象，并将它们包装到返回对局部静态变量的引用的函数中。或者你may能够创建类似于constexpr的版本std::set<int>然后可用于常量初始化。