具有私有构造函数和自身静态数组的类

Question

对不起，如果标题令人困惑，我找不到一个简单的方法来用一个简单的句子来写它。无论如何，我面临的问题：

 // header:
class SomeThing
{
 private:
   SomeThing() {} // <- so users of this class can't come up
                  //    with non-initialized instances, but
                  //    but the implementation can.

   int some_data; // <- a few bytes of memory, the default
                  //    constructor SomeThing() doesn't initialize it
 public:
   SomeThing(blablabla ctor arguments);

   static SomeThing getThatThing(blablabla arguments);

   static void generateLookupTables();
 private:

   // declarations of lookup tables
   static std::array<SomeThing, 64> lookup_table_0;
   static SomeThing lookup_table_1[64];
};

getThatThing 函数旨在从查找表中返回一个实例。

 // in the implementation file - definitions of lookup tables

 std::array<SomeThing, 64> SomeThing::lookup_table_0; // error

 SomeThing Something::lookup_table_1[64]; // <- works fine

我不能使用Something 的std::array，除非我在课堂上添加一个公共ctor SomeThing()。它适用于旧式数组，我可以定义数组，并将其填充到 SomeThing::generateLookupTables() 函数中。显然std::array<SomeThing, 64> 类型没有构造函数。关于如何使其发挥作用的任何想法，或者可能为这个概念提供更好的结构？

============= 编辑 =======

friend std::array<SomeThing, 64> 方法似乎是个好主意，但是：

它也将用于其他地方的数组中。我想保证这个类总是对外部用户保持某些不变量。使用这个友好的数组，用户可能会意外创建一个未初始化的 SomeThing 数组。

此外，查找表是使用相当复杂的过程生成的，不能按内联方式完成，如std::array<SomeThing, 64> SomeThing::lookup_table_0(some value)

Answer 1

std::array<SomeThing, 64> 类在尝试定义实例时显然无法访问private 默认构造函数。您可以通过添加来授予它必要的访问权限

friend class std::array<SomeThing, 64>;

到SomeThing的定义。

Answer 2

解决办法：

std::array<SomeThing, 64> SomeThing::lookup_table_0 {{ }};

注意： 正如here 所解释的，{{}} 需要在 gcc 中对 std::array 进行值初始化而不会出现警告。 = {} 和 {} 是正确的，但 gcc 还是会发出警告。

解决方案的关键是必须存在某种形式的初始化程序。

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首先检查术语：所有对象都在 C++ 中初始化。这个有三种形式，default、value和zero。没有“未初始化”的对象；没有显式初始化的对象被称为 default-initialized。在某些情况下，这意味着对象的成员变量可能是不确定的（“垃圾”）。

no-initializer 版本有什么问题？首先，std::array<SomeThing, 64> 的构造函数被定义为已删除，因为声明 std::array<SomeThing, 64> x; 格式不正确（当然，由于缺少可访问的 SomeThing 的默认构造函数）。 p>

这意味着任何尝试使用std::array<SomeThing, 64> 的默认构造函数的代码都是格式错误的。定义：

std::array<SomeThing, 64> SomeThing::lookup_table_0;

确实尝试使用默认构造函数，因此它的格式不正确。然而，一旦你开始引入初始化器，std::array 的默认构造函数就不再起作用了；因为std::array 是一个聚合，然后聚合初始化 发生，它绕过隐式生成的构造函数。 （如果有任何用户声明的构造函数，那么它将不再是一个聚合）。

由于 [dcl.init]/13 (n3936)，带有初始化程序的版本可以工作：

静态成员的初始化器在成员类的范围内

列表初始化的定义在这里将{ }转换为{ SomeThing() }。

Answer 3

由于你的构造函数是私有的，std::array 不能使用它。

您可以在SomeThing 中添加friend class std::array<SomeThing, 64>; 以授予对构造函数的访问权限。

另一种方法是使用可用的公共构造函数来初始化数组的元素：

std::array<SomeThing, 64> SomeThing::lookup_table_0{
    SomeThing(blablabla_ctor_arguments), ..
};

编辑：

如果您有可用的移动或复制构造函数，您甚至可以这样做：

std::array<SomeThing, 64> SomeThing::lookup_table_0{ SomeThing() };

让你的整个数组默认初始化。