如何在 C 中的嵌套模板函数中初始化静态成员？

嵌套模板函数中的 C 静态成员初始化

静态成员初始化可以通过嵌套辅助结构来实现，尤其是在非模板化类中。但是，当封闭类由模板参数化时，这种方法可能会遇到问题。具体来说，如果在主代码中未访问辅助对象，则嵌套初始化类可能不会实例化。

考虑以下简化示例，该示例说明了向量的初始化：

<code class="cpp">struct A {
    struct InitHelper {
        InitHelper() { A::mA = "Hello, I'm A."; }
    };
    static std::string mA;
    static InitHelper mInit;

    static const std::string& getA(){ return mA; }
};
std::string A::mA;
A::InitHelper A::mInit;


template<class T>
struct B {
    struct InitHelper {
        InitHelper() { B<T>::mB = "Hello, I'm B."; }
    };
    static std::string mB;
    static InitHelper mInit;

    static const std::string& getB() { return mB; }
    static InitHelper& getHelper(){ return mInit; }
};
template<class T>
std::string B<T>::mB;
template<class T>
typename B<T>::InitHelper B<T>::mInit;</code>

使用 g 4.4.1 编译时，会出现以下几个观察结果：

• 将 [1] 和 [2] 注释掉，A = 你好，我是 A。 这个表示初始化按预期进行。
• [1] 未注释，A = Hello, I'm A. B = 这表明 B::mB 的初始化未触发自动。
• [1] 和 [2] 均未注释，A = 你好，我是 A。B = 你好，我是 B。 这确认了对 B 的访问： :mInit（通过[2]）发起B::mB的初始化。
• 注释掉[1]并且取消注释[2]，会发生段错误，这表明通过直接访问helper 本身，过早地尝试初始化 B::mB，从而导致错误。

此行为源于编译器对 ISO/IEC C 2003 标准 (14.7.1) 的解释。该标准规定：

“除非类模板或成员模板的成员已被显式实例化或显式特化，否则当在类模板中引用特化时，会隐式实例化该成员的特化。需要成员定义存在的上下文；特别是，除非静态数据成员本身以需要静态数据成员定义的方式使用，否则不会发生静态数据成员的初始化（以及任何相关的副作用） ”

这解释了为什么在给定的示例中，静态成员在通过 getB() 或 getHelper() 方法访问之前不会被初始化。在主函数中显式实例化类模板或成员模板将强制它们在此时初始化。然而，对于直接访问不可行的场景，该标准没有指定一种优雅的解决方法来初始化嵌套模板函数中的静态成员。

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