Complicações de inicialização de membro estático em classes modeladas

A inicialização de membro estático em C é uma técnica amplamente usada, mas pode se tornar complexa ao lidar com aulas modeladas. Em classes não modeladas, uma estrutura auxiliar aninhada pode ser empregada para inicialização, mas essa abordagem é insuficiente quando a classe envolvente é modelada.

Considere o seguinte exemplo simplificado:

struct A
{
    static std::string mA;
    static InitHelper mInit;

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


template
struct B
{
    static std::string mB;
    static InitHelper mInit;

    static const std::string& getB() { return mB; }
    static InitHelper& getHelper() { return mInit; }
};
template
std::string B::mB;
template
typename B::InitHelper B::mInit;

int main()
{
    std::cout ::getB() ::getHelper(); // [2]
}

Comportamento esperado:

Quando [1] é descomentado e [2] é comentado, esperaríamos que B::mB fosse inicializado como " Olá, sou B.". No entanto, isso não ocorre.

Comportamento real:

• Com [1] e [2] comentado: Sem efeitos colaterais ocorrer.
• Com [1] não comentado: B::getB() retorna um vazio string.
• Com [1] e [2] descomentados: B::mB foi inicializado corretamente.
• Com [1] comentado e [2] não comentado: Ocorre uma falha de segmentação durante a inicialização estática.

Motivo do Discrepância:

De acordo com o padrão ISO/IEC C 2003, o membro do modelo é instanciado implicitamente quando referenciado em um contexto que requer a existência de sua definição. No entanto, a inicialização do membro de dados estáticos (e quaisquer efeitos colaterais associados) ocorre apenas quando o membro de dados estáticos é usado explicitamente. Isso significa que se um membro do modelo for referenciado apenas em modelos não instanciados ou em outros contextos que não exijam sua instanciação completa, seus membros de dados estáticos não serão inicializados.

No exemplo, B:: getB() requer que B::mB exista, mas isso apenas força a instanciação da declaração do modelo de membro, não sua definição (incluindo o inicializador). Em contraste, B::getHelper() requer a definição de B::mInit porque retorna uma referência a ele.

Solution:

O padrão proíbe que as definições de membros de dados estáticos de modelo de classe explicitamente especializados tenham inicialização ordenada, enquanto outros membros de dados estáticos de modelo de classe tenham inicialização não ordenada. Para garantir uma ordem de inicialização consistente, é necessário usar especializações explícitas.