下面是MSDN對靜態構造函數特點的描述:
1.靜態構造函數既沒有訪問修飾符,也沒有參數
2.在創建第一個實例或引用任何靜態成員之前,將自動調用靜態構造函數來初始化類
3.無法直接調用靜態構造函數
4.在程序中,用戶無法控制何時執行靜態構造函數
C語言規范並未包含類似靜態構造函數的東西,但在使用類之前做初始化工作的需求卻是客觀存在的。就滿足需求本身來講,C++完全可以通過手動方式實現,但要處理好初始化時機,線程安全性等問題。本文則嘗試通過C++的模版機制模擬實現靜態構造函數,避免手動初始化的繁瑣實現。對於需要靜態構造函數的類A,只需用繼承static_constructable模版類,並提供 static void statici_constructor()靜態方法即可:
class A : static_constructable
{
public:
static void static_constructor() {
std::cout << “static constructor a” << std::endl;
s_string = “abc”; //初始化靜態數據
}
static std::string s_string;
public:
A(){
std::cout << “constructor a” << std::endl;
}
private:
int m_i;
};
std::string A::s_string;
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){
std::cout << “beginning of main” << std::endl;
assert(sizeof(A) == sizeof(int));//繼承不改變A的內存布局
assert(A::s_string == ““);
A a1;
assert(A::s_string == “abc”);
A a2;
std::cout << “end of main” << std::endl;
return 0;
}
輸出:
beginning of main
static constructor a //創建A對象前自動調用靜態構造方法,一次且僅一次
constructor a
constructor a
end of main
下面是static_constructable類模板的實現:
template
class static_constructable
{
private:
struct helper{
helper(){
T::static_constructor();
}
};
protected:
static_constructable(){
static helper placeholder;
}
};
上面的實現把對A::static_constructor()的回調放到內部類helper的構造函數中;並在 static_constructable()中定義一個helper局部靜態變量;C++保證在構造派生類 A的對象時,會先調用基類static_constructable的構造函數,且靜態局部變量只會構造一次,這樣就達到調用一次且僅一次A::static_constructor()的目的。
static_constructor類模板簡單地模擬了C#的靜態構造函數機制,它具有以下特點:
1. 在第一次構造類對象之前自動調用類提供的靜態構造函數
2. 靜態構造函數被調用的時機是確定的
3. 利用了C++的局部靜態變量初始化機制保證了線程安全性(更正:實際並非線程安全,C++標准不涉及多線程問題,而一般編譯器實現也非線程安全,更多參見評論部分)
4. 基於繼承的實現機制並未改變派生類的對象內存布局
不過,和本文開始列出的C#靜態構造函數的幾個特點相比,本實現還有明顯的不足:無法通過調用類A的靜態方法觸發靜態構造函數;類A的靜態構造函數必須是public的。