C++ 静态局部变量重新初始化

我有一个虚拟的单例，我想为它实现

getInstance（）

静态函数，但是每次调用它时，静态对象都会被重新初始化，所以每次我都会得到一个新实例，任何帮助都将不胜感激-这让我非常困惑

我要在其中实现该方法的类：

class Pc : public Machine
{
  private:
    ... members ...

  public:
    static Pc* getInstance();

    Pc() {};
    virtual ~Pc() {}

    ... other functions ...
};

父类：

class Machine
{
  public:
    static Machine* getInstance();

    Machine() { }
    Machine(const Machine&) = delete;
    virtual ~Machine() { }

    ... methods ...

    void operator=(const Machine&) = delete;
};

从机器到Pc的桥接->单例

Machine* Machine::getInstance()
{
    return Pc::getInstance();
}

我有两套个人电脑的代码，一套我认为应该可以用，还有我目前的变通代码

非工作代码：

Pc* Pc::getInstance()
{
    static Pc* pc = new Pc();
    return pc;
}

正在工作（但已停止）

getInstance（）

code:

static Pc* pc = nullptr;
Pc* Pc::getInstance()
{
    if(pc == nullptr) {
        pc = new Pc();
    }
    return pc;
}

虽然这两个函数都编译成功，但在中断指向代码后，我可以看到预期的代码返回相同的指针，但是在操作对象后，第二个调用返回一个新对象，这使我相信静态变量已再次初始化

使用以下标志编译：

-ffreestanding -Wall -Wextra -fno-exceptions -fno-rtti -std=gnu++11 -lgcc

（这是针对操作系统项目的）

。。。这让我相信静态变量已经被再次初始化了

从允许公开构造（或复制）

Machine

和

Pc

实例的角度来看，这可能是一种正确的看法

你的代码在这里

Pc* Pc::getInstance() {
    static Pc* pc = new Pc();
    return pc;
}

以及方法的签名

static Machine* getInstance();

最好是

Pc& Pc::getInstance() {
    static Pc theInstance;
    return theInstance;
}

static Machine& getInstance();

同时为两个类

Machine

和

Pc

private设置默认、复制构造函数和赋值运算符。 因此，实际上只能使用引用变量来访问singleton实例

Machine& mach = Pc::getInstance();
Machine m2; // Fails to compile

更新：
但我看到了一个普遍的问题，这让你的整个设计有点可疑：

Machine& Machine::getInstance() {
    return Pc::getInstance();
}

这使得

机器

类依赖于它的派生类，这使得基类毫无用处

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使用模板类来解决这个问题怎么样

template<class Derived>
class Machine {
public:
     static Derived& getInstance() {
          static Derived theInstance;
          return theInstance;
     }
protected:
     Machine() {
         Derived* self = static_cast<Derived*>(this); // Ensure that Derived
                                                      // inherits from Machine
         (void)self; // suppress compiler warning for unused variable
     }
private:
     Machine(const Machine&);
     Machine& operator=(const Machine&);
};

class Pc : public Machine<Pc> {
    friend class Machine<Pc>;
    Pc() : Machine<Pc>() {}
};

int main() {
    Pc& pc = Pc::getInstance(); // Get a reference of the Pc singleton
    return 0;
}

模板
类机器{
公众：
静态派生&getInstance（）{
静态导引头；
返回指令；
}
受保护的：
机器（）{
派生*self=static_cast（this）；//确保派生
//继承自机器
（void）self；//抑制未使用变量的编译器警告
}
私人：
机器（const Machine&）；
机器和操作员=（常数机器和）；
};
Pc类：公共机器{
朋友级机器；
Pc（）：机器（）{}
};
int main（）{
Pc&Pc=Pc:：getInstance（）；//获取Pc单例的引用
返回0；
}

见a

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至于您提到的

-ffreestanding

编译器选项：

首先，它是C编译器选项（不应该影响C++代码），其次是我在

中发现的 GCC的目标是可用作一致性独立实现，或用作一致性托管实现的编译器。默认情况下，它将充当托管实现的编译器，将STDC_hosted定义为1，并假定使用ISO C函数的名称时，它们具有标准中定义的语义。要使其作为独立环境的一致独立实现，请使用选项-ffreestanding；然后，它将STDC_HOSTED定义为0，并且不会对标准库中函数名的含义进行假设，以下列出了例外情况。要构建操作系统内核，您可能仍然需要自行安排链接和启动。看

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这并没有给我任何关于本地静态初始化的未定义行为的观点。

好的！经过3天的挠头，我已经找到了错误的原因！如果您使用

--ffreestanding

编译您的代码，GCC希望您为自己提供一些函数，以防其他人有此错误（尽管非常模糊），我将我使用的代码放在下面（非常感谢这段代码！！）

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我不确定这是否会对您的问题产生任何影响，但是应该声明单例构造函数

私有

，第二种方式（工作方式）不是创建单例实例的方式吗？“不工作”的方式每次调用时都会创建一个新的

Pc

。@bstar55是的，他们应该这样做，但我一直在尝试让它工作，这是摆弄代码留下的-遗憾的是，无论哪种方式，代码都不工作。@gta0004静态变量应该做完全相同的事情-在调用之间保留其值@gta0004不，没有。函数本地静态将初始化一次。。。第一次控制流通过初始化。机器为许多不同的体系结构（Pc/Mac等）实现方法，因此基类实现全局可用的函数，其中派生类实现进一步的变量类型，以及一些虚拟函数的实现。此外，这段代码仍然无法工作-Pc构造函数像以前一样被多次调用，使用静态局部变量的要求是什么？我在编译时使用-ffreestanding这是否会删除对它们的支持？@Mattiemus“机器为许多不同的体系结构实现方法”使用这种模式仍然可以很好地完成以及一些虚拟函数的实现。“我的提案中根本不需要虚拟函数（请参见

静态\u cast

了解

自我

）。我想你一次需要一个架构，对吗？我实际上找不到关于

-ffreestanding

编译器选项（您有吗？）的文档，但我怀疑它是否真的会影响本地静态初始化的行为。这是从当前C++标准中定义的。ῥεῖ, 我也为单身人士使用CRTP模式。到目前为止，它运作良好。顺便说一句，你错过了函数中的return语句。我今天有更多的时间来测试这段代码-但是它仍然不工作，在第二次调用getInstance（）时再次调用机器构造函数，但是指针保持不变（中断p

__extension__ typedef int __guard __attribute__((mode(__DI__)));

extern "C" int __cxa_guard_acquire(__guard* g)
{
    return !*(char*)(g);
}

extern "C" void __cxa_guard_release(__guard* g)
{
    *(char *)g = 1;
}

extern "C" void __cxa_guard_abort (__guard*)
{
}