c++ - Factory 类的典型 C++ 实现是否存在缺陷？

Question

我需要在 C++ 中实现工厂类，但是当我思考这个问题时，我发现了一个我无法解决的大问题，我发现周围所有的工厂实现示例都存在相同的缺陷方法。可能是我错了，但请告诉我原因。

所以这是简单的“典型”工厂实现，它允许我在不更改工厂类的情况下注册新对象。

//fruit.h
class Fruit
{
protected :
  int count;
public :
  Fruit(int count) : count(count) {}
  virtual void show() = 0;
};

// factory.h
/** singleton factory */
class Factory
{
  typedef Fruit* (*FruitCreateFunction)(int);
  static Factory* factory;
  std::map<std::string, FruitCreateFunction> registeredFruits;
public :
  static Factory& instance()
  {
    if (factory == NULL)
      factory = new Factory();
    return *factory;
  }
  bool registerFruit(const std::string& name, Fruit* (createFunction)(int))
  {
    registeredFruits.insert(std::make_pair(name, createFunction));
    return true;
  }
  Fruit* createFruit(const std::string& name, int count)
  {
    return registeredFruits[name](count);
  }
};

//factory.cpp
Factory* Factory::factory = NULL;

//apple.h
class Apple : public Fruit
{
  static Fruit* create(int count) { return new Apple(count); }
  Apple(int count) : Fruit(count) {}
  virtual void show() { printf("%d nice apples\n", count); };  
  static bool registered;
};

// apple.cpp
bool Apple::registered = Factory::instance().registerFruit("apple", Apple::create);

//banana.h
class Banana : public Fruit
{
  static Fruit* create(int count) { return new Banana(count); }
  Banana(int count) : Fruit(count) {}
  virtual void show() { printf("%d nice bananas\n", count); };  
  static bool registered;
};

// banana.cpp
bool Banana::registered = Factory::instance().registerFruit("banana", Banana::create);

// main.cpp
int main(void)
{
  std::vector<Fruit*> fruits;
  fruits.push_back(Factory::instance().createFruit("apple", 10));
  fruits.push_back(Factory::instance().createFruit("banana", 7));
  fruits.push_back(Factory::instance().createFruit("apple", 6));
  for (size_t i = 0; i < fruits.size(); i++)
    {
      fruits[i]->show();
      delete fruits[i];
    }
  return 0;
}

好吧，这段代码看起来很花哨而且可以工作，但是这里来了:

C++ 标准不允许我定义全局(静态)变量的定义顺序。

我这里有 3 个静态变量

Apple::registered;
Banana::registered;
Factory::factory;

Factory::factory 指针需要在 Apple(或 Banana)::registered 变量或Factory::instance 方法将使用未初始化的值，并且行为不可预测。

那么，我没有得到什么？代码真的只是偶然工作吗？如果是这样，我应该如何解决这个问题？

Answer 1

在任何初始化程序运行之前，保证所有全局 POD 数据都被初始化为常量值。

因此在程序开始时，在进行任何寄存器调用之前和运行 main 之前，指针自动为 NULL，并且所有 bool 值都为假。然后初始化程序运行，包括您的注册调用。

编辑:具体来说，来自标准(3.6.2.2:非本地对象的初始化):

Together, zero-initialization and constant initialization are called static initialization; all other initialization is dynamic initialization. Static initialization shall be performed before any dynamic initialization takes place.