（靜態初始化/模板實例化）問題與工廠模式

Question

爲什麼下面的代碼引發異常（在createObjects來電map::at） alternativly代碼（及其輸出）可以被看作here

intererestingly的代碼工作預計如果註釋行不用微軟和gcc編譯器註釋（見here），甚至可以使用initMap作爲普通靜態變量而不是靜態獲取器。

爲了這個，我能想到的唯一原因是，靜態registerHelper_對象（factory_helper_）和std::map對象（initMap）是錯誤的初始化命令，但是我看不到怎麼會發生，因爲地圖對象是建立在第一次使用和那在factory_helper_構造函數，所以一切都應該沒問題呢？ 我更加驚訝的是，那些沒有（）行修復了這個問題，因爲那個調用doNothing（）會在臨界區（當前失敗）之後發生。

編輯：調試顯示，沒有調用factory_helper_.doNothing（），factory_helper_的構造函數永遠不會被調用。

#include <iostream> 
#include <string> 
#include <map> 

#define FACTORY_CLASS(classtype) \ 
extern const char classtype##_name_[] = #classtype; \ 
class classtype : FactoryBase<classtype,classtype##_name_> 

namespace detail_ 
{ 
    class registerHelperBase 
    { 
    public: 
     registerHelperBase(){} 
    protected: 
     static std::map<std::string, void * (*)(void)>& getInitMap() { 
      static std::map<std::string, void * (*)(void)>* initMap = 0; 
      if(!initMap) 
       initMap= new std::map<std::string, void * (*)(void)>(); 
      return *initMap; 
     } 
    }; 

    template<class TParent, const char* ClassName> 
    class registerHelper_ : registerHelperBase { 
     static registerHelper_ help_; 
    public: 
     //void doNothing(){} 
     registerHelper_(){ 
      getInitMap()[std::string(ClassName)]=&TParent::factory_init_; 
     } 
    }; 
    template<class TParent, const char* ClassName> 
    registerHelper_<TParent,ClassName> registerHelper_<TParent,ClassName>::help_; 
} 

class Factory : detail_::registerHelperBase 
{ 
private: 
    Factory(); 
public: 
    static void* createObject(const std::string& objclassname) { 
     return getInitMap().at(objclassname)(); 
    } 
}; 


template <class TClass, const char* ClassName> 
class FactoryBase { 
    private: 
     static detail_::registerHelper_<FactoryBase<TClass,ClassName>,ClassName> factory_helper_; 
     static void* factory_init_(){ return new TClass();} 
    public: 
     friend class detail_::registerHelper_<FactoryBase<TClass,ClassName>,ClassName>; 
     FactoryBase(){ 
      //factory_helper_.doNothing(); 
     } 
     virtual ~FactoryBase(){}; 
}; 

template <class TClass, const char* ClassName> 
detail_::registerHelper_<FactoryBase<TClass,ClassName>,ClassName> FactoryBase<TClass,ClassName>::factory_helper_; 


FACTORY_CLASS(Test) { 
public: 
    Test(){} 
}; 

int main(int argc, char** argv) { 
    try { 
     Test* test = (Test*) Factory::createObject("Test"); 
    } 
    catch(const std::exception& ex) { 
     std::cerr << "caught std::exception: "<< ex.what() << std::endl; 
    } 
    #ifdef _MSC_VER 
     system("pause"); 
    #endif 
    return 0; 
} 

Answer 1

該問題與初始化順序無關，而是與模板實例化有關。

模板化代碼是根據需要實例化的，也就是說，編譯器不會實例化任何未在程序中使用的模板化代碼。特別是，在你的情況下，靜態類成員FactoryBase<>::factory_helper_沒有被實例化，因此它不存在於最終的二進制文件中，它不會自己註冊...（你可以用gnu工具鏈中的'nm'來檢查它，這會顯示出現在你的可執行文件的符號列表）

嘗試改變FactoryBase構造這樣：

template <class TClass, const char* ClassName> 
class FactoryBase { 
    //... 
    FactoryBase(){ 
     factory_helper_; 
    } 
    //... 
}; 

這將迫使編譯成實際實例二進制的靜態成員，你應該設置。沒有必要創建一個空方法並調用它。

EDIT：作爲答案的評論，對段的端§14.7.1[temp.inst]/1在當前標準：

除非類的一個成員模板或 成員模板已經明確 實例化或明確 專業化，當 的專業化要求的部件 上下文中引用的 成員的專業化隱式實例 定義存在;特別是，除非靜態數據 構件處於方式使用本身 需要靜態 數據成員的定義存在不發生 的靜態數據成員 的初始化（和任何相關聯的 副作用）。

Answer 2

#define FACTORY_CLASS(classtype) \ 
class classtype; \ 
extern const char classtype##_name_[] = #classtype; \ 
template detail_::registerHelper_<FactoryBase<classtype,classtype##_name_>,classtype##_name_> FactoryBase<classtype,classtype##_name_>::factory_helper_; \ 
class classtype : FactoryBase<classtype,classtype##_name_> 

明確實例factory_helper_固定的問題。