模板类中的静态成员初始化复杂性

C 中的静态成员初始化是一种广泛使用的技术，但在处理时可能会变得复杂模板化的类。在非模板化类中，可以采用嵌套辅助结构进行初始化，但当封闭类是模板化时，这种方法就不够了。

考虑以下简化示例：

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]
}

预期行为：

当 [1] 未注释且 [2] 已注释时，我们期望 B::mB 初始化为 "大家好，我是B。”然而，这不会发生。

实际行为：

• 用[1]和[2]评论：没有副作用发生。
• [1] 未注释： B::getB() 返回一个空string.
• [1] 和 [2] 未注释： B::mB 已正确初始化。
• [1] 注释并[2] 未注释： 静态初始化期间发生分段错误。

原因差异：

根据 ISO/IEC C 2003 标准，当在需要其定义存在的上下文中引用时，模板成员会被隐式实例化。但是，静态数据成员初始化（以及任何相关的副作用）仅在显式使用静态数据成员时发生。这意味着，如果模板成员仅在未实例化的模板中或在不需要其完全实例化的其他上下文中引用，则其静态数据成员将不会被初始化。

在示例中，B:: getB() 要求 B::mB 存在，但这仅强制实例化成员模板声明，而不是其定义（包括初始值设定项）。相反， B::getHelper() 确实需要 B::mInit 的定义，因为它返回对其的引用。

解决方案：

该标准禁止显式专用类模板静态数据成员的定义进行有序初始化，而其他类模板静态数据成员进行无序初始化。为了确保一致的初始化顺序，必须使用显式特化。