Question

为什么the Visual C++ compiler refuse to compile this code？

我显然知道错误是：

错误C2864：Singleton<T>::p：
只能在类
中初始化静态const积分数据成员

但为什么？（即是否有技术理由不允许这样做？）
这是特定于编译器的行为还是由标准规定的？
它似乎在全球范围内没有问题，为什么不在课堂范围内？

另外，解决这个问题的正确方法是什么？

template<typename T>
struct Singleton
{
    static T *p = 0;  // Error C2864

    static T *getInstance() { /*...*/ return p; }
};

Answer 1

这是标准行为。只有静态const积分成员才能在没有正确定义的情况下进行初始化。需要在某处定义所有其他类型，并在定义点写入初始化：

template<typename T>
struct Singleton {
    static T *p;

    static T *getInstance() { /*...*/ return p; }
};

template<typename T>
T *Singleton<T>::p = 0;

必须在某处定义对象。如果在类中定义它们，则在头文件中定义它们，并为包含它的每个编译单元获取不同的对象。这对于const整数类型是放宽的，如果你没有定义它们，那么编译器只是用它的文字值替换它。如果没有提供定义，那么取这样的静态const积分的地址仍会导致链接器错误。

Answer 2

您可以拥有此类型的变量，但不能在类定义中初始化它。可以按照您要求的方式初始化的唯一变量类型是static const。

您的类定义的固定版本会删除= 0，并将其添加到类定义下方：

template<typename T>
T *Singleton<T>::p = 0;

这是标准行为。我不确定是否存在技术原因，我的猜测是与实例成员保持一致（也不能以这种方式初始化）。当然，实例变量具有构造函数初始化列表。

Answer 3

正如大家所指出的那样，你不能在类的主体中定义一个非const，非整数类型（至少不能用C ++ 03，它改变了C ++ 11，但我不知道如何究竟）。但是，您可以采用不同的方式进行清洁。

template<typename T>
struct Singleton {
    static T* getInstance() {
        static T* p = NULL;
        /*...*/
        return p;
    }
};

Answer 4

声明是为了进入头文件，它们将被编译多次 - 每个地方都包含它们。

静态变量应该只有一个定义，因此整个程序中只存在一个副本。这意味着它需要位于源（.cpp）文件中。分配值需要放在那个位置。

静态常量整数是上述规则的一个例外，因为它们可以成为编译时常量。当它们被使用时，用文字值代替类成员。

Answer 5

你不能像这样在类体中指定非静态。相反，在类外部（通常在cpp文件中）分配值

template<typename T>
struct Singleton {
    static T *p;

    static T *getInstance() { /*...*/ return p; }
};

template<typename T>
T *Singleton<T>::p = 0;

Answer 6

有趣的问题不是你提出的问题，而是相反的问题：

为什么允许在声明中为const积分静态成员分配值？

问题的重点是声明。变量获取的值在变量 definition 中设置，并且与类的非const或非整数静态成员一致，在类中只提供声明。初始化器值在类定义之外的定义中提供，通常在.cpp中，以保证它将在单个转换单元中定义。

但为什么整数静态常量在声明中有一个值？

出于实际原因。编译器可以使用积分常量作为编译时常量，也就是说，它实际上可以替换常量的值来代替常量所在的所有位置的标识符用作 rvalue ，例如在定义数组的大小时。但是，如果值仅存在于单个转换单元的定义中，则编译器不可能在所有其他转换单元中使用它。举个例子：

// fq.h
struct fixed_queue {
   static const std::size_t max_elements; // [1]
   int data[ max_elements ];              // Error: How big is data??
};
// fq.cpp
#include "fq.h"
const std::size_t fixed_queue::max_elements = 10;

如果max_elements不允许在声明[1]中有值，那么你将无法使用该常量来定义数组data的大小，这是一个相当的明智地使用静态常数。

为什么不将此扩展到所有其他情况？

因为它似乎没有多大意义......在任何其他情况下，编译器不能使用类定义中的值，因此不需要它，因此只需要对不同的整数常量进行处理。

Answer 7

原因是非整数非const值需要内存位置。

const int可以由编译器静态处理并直接构建到某些机器指令中，浮点数和更奇特的对象需要在某处生存，因为机器指令只能根据其地址运行。

原则上，语言可以允许这样做，但这意味着要么生成额外的对象，要么膨胀二进制文件（对于consts来说是好的），要么让编译器编写者为非consts做艰苦的生活：冗余的副本必须是删除以保留单一定义规则（顺便说一下，这是模板瞬时必须执行的操作）。

为什么我们不能拥有非const类级静态变量？

7 个答案: