C++静态变量多实例答案

【问题标题】：C++ static variable multiple instancesC++静态变量多实例
【发布时间】：2013-11-21 20:34:02
【问题描述】：

我遇到了以下奇怪的情况：我设法拥有一个带有两个实例的全局静态变量...这是正常的还是编译器中的错误还是 C++ 的隐藏领域？以下复制是从一个更大的项目中提取的（行为相同），显然更改了名称以保护罪魁祸首（是的，我知道这段代码中存在内存泄漏）。

代码来了：

// other.h
#ifndef _OTHER_H_
#define _OTHER_H_

struct other
{
    long longer;
    int inter;
    char charer;
};

void dosomething();

#endif

和

// other.cpp
#include "other.h"
#include "util.h"

void dosomething()
{
  other* something = alloc_mem(other, 4);
}

和

// util.h
#ifndef _UTIL_H_
#define _UTIL_H_

#include <memory.h>
#include <string>

#include "test_class.h"

template <class T> T* allocate(size_t count, const char* f, long l, const char* sth)
{
    T* tmp = new T[count];
    memset(tmp, 0, count * sizeof(T));
    test_class<T*>::instance().throwIn(tmp, f, l, sth, count);

    return tmp;
}

#define alloc_mem(type,count) allocate<type>(count, __FILE__, __LINE__, (char*)0)

#endif

和

// main.cpp
#include "other.h"  
#include "util.h"

int main()
{
  int* i = alloc_mem(int, 1);
  int* i1 = alloc_mem(int, 20);
  char* c = alloc_mem(char, 1);

  dosomething();
  int* i3 = alloc_mem(int, 1);
}

还有主要部分：

// test_class.h
#ifndef test_class_H
#define test_class_H
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
#include <typeinfo>
#include <cxxabi.h>

static long int all_alloc = 0; // THIS will get linked in two times!

template <typename T>
class test_class
{
private:
    test_class() {}
    static test_class<T>* pinstance;

public:
    ~test_class() {}
    static test_class& instance() {
        if(pinstance == NULL) {
            pinstance = new test_class();
        }
        return *pinstance;
    }

    void throwIn(T item, const char* file, long line, const char* _compiler, long count) {
        int status;
        char* s = abi::__cxa_demangle(typeid(T).name(), 0, 0, &status) ;
        std::cout << "request:" << sizeof(T) * count << " bytes, type:" << s << " @ "<< 
                 file << ":" << line << " global_addr:" << &all_alloc << std::endl;
        all_alloc += sizeof(T) * count ;
        free(s);
        std::cout<<"All memory:" << all_alloc << std::endl;
    }
};

template <class T> test_class<T>*  test_class<T>::pinstance = NULL;

#endif

因此，您必须将其编译为：

g++ main.cpp other.cpp -o test

然后运行它，然后：

$ ./test
request:8 bytes, type:int* @ main.cpp:6 global_addr:0x6022d8
All memory:8
request:160 bytes, type:int* @ main.cpp:7 global_addr:0x6022d8
All memory:168
request:8 bytes, type:char* @ main.cpp:8 global_addr:0x6022d8
All memory:176
request:32 bytes, type:other* @ other.cpp:6 global_addr:0x6022f8
All memory:32
request:8 bytes, type:int* @ main.cpp:11 global_addr:0x6022d8
All memory:184

所以，正如我非常惊讶地看到的那样，我有两个all_alloc 的全球地址...确实，nm -C test 显示：

00000000006022d8 b all_alloc
00000000006022f8 b all_alloc

那么，很明显的问题：

为什么？这怎么可能？是否有允许这种行为的东西，或者这是编译器或链接器中的某个错误？

【问题讨论】：

这个“test_class.h”直接在您提出问题的静态上方是一个相当强的指标，它位于标题中，您的命令行建议两个源文件包含它，每个源文件都有自己的all_alloc .每个包含test_class.h 的文件都将获得自己的all_alloc。
这不是问题，但是以下划线开头后跟大写字母 (_OTHER_H_) 的名称和包含两个连续下划线的名称保留给实现。不要使用它们。

标签： c++ templates static linker g++

【解决方案1】：

在这种情况下，我认为您不想将 all_alloc 声明为静态。在这种情况下，这意味着链接是内部的。在您的情况下，您会得到两个副本，因为两个文件包含标题。

如果您删除static，那么您将有两个副本冲突，并导致链接器错误。哪个不好。

我相信您要做的是将static 更改为extern，然后在一个 cpp 文件中定义变量及其值。

标题：

extern long int all_alloc;

cpp:

long int all_alloc = 0;

这将提供一份all_alloc 在您的代码之间共享的副本。

【讨论】：

【解决方案2】：

当你有全局变量时，它已经有静态持续时间，所以static 关键字对它来说意味着不同的东西。由于您在文件中有类定义，因此您定义了全局静态变量，我假设这是一个标题。为什么在标题中使用静态全局变量是个坏主意，你会得到什么你可以阅读here 所以答案是：这是预期的行为，而不是错误。

【讨论】：