浅析C#与C++在静态构造函数上的异同

开发 后端
本文主要介绍的是C#和C++在静态构造函数上的相同点和不同点。静态构造函数用于初始化任何静态数据,或用于执行仅需执行一次的特定操作。在创建第一个实例或引用任何静态成员之前,将自动调用静态构造函数。一起来看。

C#中,类的静态构造函数用于在使用类之前进行相关的初始化工作;比如,初始化静态成员或执行特定操作。CLR 在***次创建该类对象或调用该类静态方法时自动调用静态构造函数。同时,CLR保证静态构造函数的线程安全性(准确地说是,只会调用一次,不存在多线程问题)。

下面是MSDN对静态构造函数特点的描述:

1.静态构造函数既没有访问修饰符,也没有参数

2.在创建***个实例或引用任何静态成员之前,将自动调用静态构造函数来初始化类

3.无法直接调用静态构造函数

4.在程序中,用户无法控制何时执行静态构造函数

C++语言规范并未包含类似静态构造函数的东西,但在使用类之前做初始化工作的需求却是客观存在的。就满足需求本身来讲,C++完全可以通过手动方式实现,但要处理好初始化时机,线程安全性等问题。本文则尝试通过C++的模版机制模拟实现静态构造函数,避免手动初始化的繁琐实现。对于需要静态构造函数的类A,只需用继承static_constructable<A>模版类,并提供 static void statici_constructor()静态方法即可:

  1. class A : static_constructable<A>  
  2. {  
  3. public:  
  4. static void static_constructor() {  
  5. std::cout << “static constructor a” << std::endl;  
  6. s_string = “abc”; //初始化静态数据  
  7. }  
  8. static std::string s_string;  
  9. public:  
  10. A(){  
  11. std::cout << “constructor a” << std::endl;  
  12. }  
  13. private:  
  14. int m_i;  
  15. };  
  16. std::string A::s_string;  
  17. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){  
  18. std::cout << “beginning of main” << std::endl;  
  19. assert(sizeof(A) == sizeof(int));//继承不改变A的内存布局  
  20. assert(A::s_string == ““);  
  21. A a1;  
  22. assert(A::s_string == “abc”);  
  23. A a2;  
  24. std::cout << “end of main” << std::endl;  
  25. return 0;  

输出:

  1. beginning of main  
  2. static constructor a //创建A对象前自动调用静态构造方法,一次且仅一次  
  3. constructor a  
  4. constructor a  
  5. end of main 

下面是static_constructable类模板的实现:

  1. template<typename T>  
  2. class static_constructable  
  3. {  
  4. private:  
  5. struct helper{  
  6. helper(){  
  7. T::static_constructor();  
  8. }  
  9. };  
  10. protected:  
  11. static_constructable(){  
  12. static helper placeholder;  
  13. }  
  14. }; 

上面的实现把对A::static_constructor()的回调放到内部类helper的构造函数中;并在static_constructable<A>()中定义一个helper局部静态变量;C++保证在构造派生类 A的对象时,会先调用基类static_constructable<A>的构造函数,且静态局部变量只会构造一次,这样就达到调用一次且仅一次A::static_constructor()的目的。

static_constructor类模板简单地模拟了C#的静态构造函数机制,它具有以下特点:

1. 在***次构造类对象之前自动调用类提供的静态构造函数

2. 静态构造函数被调用的时机是确定的

3. 利用了C++的局部静态变量初始化机制保证了线程安全性(更正:实际并非线程安全,C++标准不涉及多线程问题,而一般编译器实现也非线程安全,更多参见评论部分)

4. 基于继承的实现机制并未改变派生类的对象内存布局

不过,和本文开始列出的C#静态构造函数的几个特点相比,本实现还有明显的不足:无法通过调用类A的静态方法触发静态构造函数;类A的静态构造函数必须是public的。

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责任编辑:于铁 来源: IT168网站
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