Warum kann ich statische Nicht-Const-Mitglieder und statische Arrays in einer C-Klasse nicht direkt initialisieren?

Schwierigkeiten beim Initialisieren statischer, nicht konstanter Mitglieder und statischer Arrays innerhalb einer Klasse

In C wird versucht, nicht konstante statische Mitglieder oder statische Arrays direkt innerhalb einer Klassendefinition zu initialisieren führen häufig zu Compilerfehlern. In diesem Artikel werden die Gründe für diese Einschränkungen untersucht und Problemumgehungen vorgestellt, um die gewünschte Funktionalität zu erreichen.

Warum kann ich keine statischen Datenelemente in der Klasse initialisieren?

Gemäß dem C-Standard können statische Datenelemente dies tun können nur dann innerhalb der Klassendefinition initialisiert werden, wenn sie vom Typ „const integral“ oder „enumeration“ sind. Diese Einschränkung gewährleistet Folgendes:

• Eindeutige Definitionen: Klassendefinitionen sind normalerweise in Header-Dateien enthalten, die in mehrere Übersetzungseinheiten integriert werden können. Um doppelte Objektdefinitionen zu verhindern, verlangt C, dass jedes Objekt eine eindeutige Definition hat. Die klasseninterne Initialisierung von Objekten, die eine In-Memory-Speicherung erfordern, würde gegen diese Regel verstoßen.

Warum sind nur statische const-Integraltypen und Aufzählungen zulässig? In-class-Initialisierung?

• Objektspeicher: Statische const-Integralelemente werden als Konstanten zur Kompilierungszeit behandelt und können vom Compiler optimiert werden. Indem der Compiler ihre klasseninterne Initialisierung zulässt, kann er sie nicht mehr im Speicher speichern und so die oben genannte Einschränkung umgehen.
• Durchsetzbarkeit: Aufzählungen dürfen diese klasseninterne Initialisierung aufgrund ihrer Werte können direkt anstelle von Ganzzahlen verwendet werden.

Wie wäre es mit statischen Arrays in Klasse?

Die klasseninterne Initialisierung statischer Arrays ist aus denselben Gründen verboten, die für statische nicht konstante Mitglieder gelten. Darüber hinaus ist sogar die Initialisierung statischer Konstanten-Arrays in der Klasse nicht zulässig, weil:

• Eingeschränkte Konstante: Statische Konstanten-Arrays sind nur in Bezug auf ihre Elemente konstant, nicht in Bezug auf ihre Größe. Dies bedeutet, dass der Compiler sie nicht als Konstanten zur Kompilierungszeit behandeln und effizient optimieren kann.

Problemumgehungen

Um statische Arrays oder nicht konstante Mitglieder in einer Klasse zu initialisieren, können die folgenden Techniken verwendet werden eingesetzt werden:

• Enum-Trick:Verwenden Sie eine Aufzählung mit definierten Konstanten für die Array-Größe und Elemente.
• Definition außerhalb der Klasse: Definieren Sie die statische Variable außerhalb der Klassendefinition in einem Namespace-Bereich, der sowohl nicht konstante statische Mitglieder als auch die Initialisierung eines statischen Arrays ermöglicht.

C 11 Evolution

C 11 lockert die Einschränkung, indem es die Initialisierung nicht statischer Datenelemente innerhalb von Klassendeklarationen und ermöglicht die Initialisierung statischer const-Literalmitglieder mit konstanten Ausdrücken. Allerdings werden diese Funktionen möglicherweise noch nicht in allen Compilern unterstützt.

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