静态数据成员是否在所有类对象之前初始化？答案

【问题标题】：Are static data members initialized before all class objects?静态数据成员是否在所有类对象之前初始化？
【发布时间】：2019-02-26 11:31:52
【问题描述】：

例如：

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
    public:
    A(){cout<<k<<endl;}//make some output
    static int k;
};
A a;//before `k`'s definition
int A::k=666;
int main()
{

}

答案是否保证为666（我在gcc8.1.0中测试过答案为666）或导致未定义的行为？

更重要的是，在这个例子中，对象a和定义A::k在同一个翻译单元中，如果它们在不同的单元中会发生什么，因为

不同翻译单元中静态变量的初始化是不定序的

在我看来，由于在同一个TU中初始化顺序是固定的，所以上面例子的答案应该是未定义的。

【问题讨论】：

未定义的行为，多个翻译单元可能发生任何事情。
@MatthieuBrucher 如果他们在同一个 TU 怎么办？
C++ static initialization order的可能重复
@MatthieuBrucher 不重复。其实within a single translation unit, initialization of these non-local variables is always sequenced 。但是这个例子似乎遵守了这个规则。
@MatthieuBrucher 我问的是类对象和该类的静态成员之间的关系，这是该问题的一个特例。

标签： c++

【解决方案1】：

如果你让构造函数成为一个非内联函数，是的，它会保证是你期望的值。

k 将受制于constant initialization（由于常量初始化器），而a 的初始化是动态的。所有静态初始化都发生在静态对象的动态初始化之前。但即使k 被动态初始化：

[basic.start.dynamic]（强调我的）

4是否动态初始化由实现定义具有静态存储持续时间的非局部非内联变量是在 main 的第一个语句之前排序或被延迟。 如果是被推迟，它强烈发生在任何非初始化 odr-use 之前定义在同一文件中的任何非内联函数或非内联变量翻译单元作为要初始化的变量。这是实现定义在哪个线程和在哪个点程序会发生这种延迟的动态初始化。

并且非内联构造函数有资格使用这样的函数。这是Schwarz Counter 技术的基础。

但在您的示例中，c'tor 是一个内联函数。所以只有常量初始化才会得到 666。如果初始化器不是常量表达式，a 将根据同一 TU 中的声明顺序在k 之前进行动态初始化。

【讨论】：

那么如果那个静态成员是动态初始化的，那么例子可能会导致UB？
@bigxiao - 嗯，不。如果常量初始化没有发生，那么变量在动态初始化之前被初始化为零。因此，如果 k 被 std::rand() 之类的东西初始化，这可能会打印 0。
但归根结底，这不是你想要搞砸的事情，或者取决于细则。
那么类静态数据成员总是在该类的所有对象之前初始化是真的吗？因为静态初始化总是发生在动态初始化之前？
@bigxiao - 谈到 C++，我从不说“总是”。每个例子都需要自己分析。

【解决方案2】：

静态数据成员是否在所有类对象之前初始化？

视情况而定。所有具有静态存储持续时间的对象，包括所有静态数据成员，都在main 之前初始化。但是，如果您有具有静态存储持续时间的类对象，那么这些类对象可能会在静态数据成员之前初始化。

答案是否保证是666

是的。

导致未定义的行为？

这里没有 UB。

如果他们在不同的单位会发生什么

静态成员的初始化是常量，而a的构造函数在静态对象的动态初始化过程中被调用。常量初始化阶段在动态阶段之前。因此，在这种情况下，它们是否在不同的 TU 中声明并不重要。

【讨论】：

【解决方案3】：

Static 成员被分配了一个单独的房间。无论您是否在创建类的对象之前对其进行初始化，都不会产生任何影响。该程序将在没有undefined 行为的情况下运行。

例如在 C# 中，如果 static 成员的值未设置，则编译器会为其赋予 0 值。

您可以在对象创建后获取/设置static成员的值类
如您所知，您也可以在之前设置。

将其设置为666后，由该类A构成的其他对象将其值设置为666

【讨论】：