淺析C#與C++在靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)上的異同
這里我們將討論的是C#與C++在靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)上的異同，通過這一關(guān)鍵點(diǎn)，希望能讓大家更好的了解C#與C++，也對(duì)大家今后的工作有所幫助。
#T#
在C#中，類的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)用于在使用類之前進(jìn)行相關(guān)的初始化工作；比如，初始化靜態(tài)成員或執(zhí)行特定操作。CLR 在***次創(chuàng)建該類對(duì)象或調(diào)用該類靜態(tài)方法時(shí)自動(dòng)調(diào)用靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)。同時(shí)，CLR保證靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)的線程安全性（準(zhǔn)確地說是，只會(huì)調(diào)用一次，不存在多線程問題）。
下面是MSDN對(duì)靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)特點(diǎn)的描述：
1.靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)既沒有訪問修飾符，也沒有參數(shù)
2.在創(chuàng)建***個(gè)實(shí)例或引用任何靜態(tài)成員之前，將自動(dòng)調(diào)用靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)來初始化類
3.無法直接調(diào)用靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)
4.在程序中，用戶無法控制何時(shí)執(zhí)行靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)
C++語言規(guī)范并未包含類似靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)的東西，但在使用類之前做初始化工作的需求卻是客觀存在的。就滿足需求本身來講，C++完全可以通過手動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)，但要處理好初始化時(shí)機(jī)，線程安全性等問題。本文則嘗試通過C++的模版機(jī)制模擬實(shí)現(xiàn)靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)，避免手動(dòng)初始化的繁瑣實(shí)現(xiàn)。對(duì)于需要靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)的類A，只需用繼承static_constructable<A>模版類，并提供 static void statici_constructor()靜態(tài)方法即可：
- class A : static_constructable<A>
- {
- public:
- static void static_constructor() {
- std::cout << "static constructor a" << std::endl;
- s_string = "abc"; //初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)
- }
- static std::string s_string;
- public:
- A(){
- std::cout << "constructor a" << std::endl;
- }
- private:
- int m_i;
- };
- std::string A::s_string;
- int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){
- std::cout << "beginning of main" << std::endl;
- assert(sizeof(A) == sizeof(int));//繼承不改變A的內(nèi)存布局
- assert(A::s_string == "");
- A a1;
- assert(A::s_string == "abc");
- A a2;
- std::cout << "end of main" << std::endl;
- return 0;
- }
輸出：
- beginning of main
- static constructor a //創(chuàng)建A對(duì)象前自動(dòng)調(diào)用靜態(tài)構(gòu)造方法，一次且僅一次
- constructor a
- constructor a
- end of main
下面是static_constructable類模板的實(shí)現(xiàn)：
- template<typename T>
- class static_constructable
- {
- private:
- struct helper{
- helper(){
- T::static_constructor();
- }
- };
- protected:
- static_constructable(){
- static helper placeholder;
- }
- };
上面的實(shí)現(xiàn)把對(duì)A::static_constructor()的回調(diào)放到內(nèi)部類helper的構(gòu)造函數(shù)中；并在static_constructable<A>()中定義一個(gè)helper局部靜態(tài)變量；C++保證在構(gòu)造派生類 A的對(duì)象時(shí)，會(huì)先調(diào)用基類static_constructable<A>的構(gòu)造函數(shù)，且靜態(tài)局部變量只會(huì)構(gòu)造一次，這樣就達(dá)到調(diào)用一次且僅一次A::static_constructor()的目的。< /span>
static_constructor類模板簡單地模擬了C#的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)機(jī)制，它具有以下特點(diǎn)：
1. 在***次構(gòu)造類對(duì)象之前自動(dòng)調(diào)用類提供的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)
2. 靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用的時(shí)機(jī)是確定的
3. 利用了C++的局部靜態(tài)變量初始化機(jī)制保證了線程安全性(更正：實(shí)際并非線程安全，C++標(biāo)準(zhǔn)不涉及多線程問題，而一般編譯器實(shí)現(xiàn)也非線程安全，更多參見評(píng)論部分)
4. 基于繼承的實(shí)現(xiàn)機(jī)制并未改變派生類的對(duì)象內(nèi)存布局
不過，和本文開始列出的C#靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)的幾個(gè)特點(diǎn)相比，本實(shí)現(xiàn)還有明顯的不足：無法通過調(diào)用類A的靜態(tài)方法觸發(fā)靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)；類A的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)必須是public的。希望有更好解決方案的朋友不吝賜教，也歡迎對(duì)此話題感興趣的朋友交流探討！
原文標(biāo)題：C# vs C++之三：靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)
鏈接：http://www.cnblogs.com/weidagang2046/archive/2009/11/14/1602463.html
