c++ - 函数内部带有静态变量的单例类(Meyer 的实现)

Question

Meyer 的单例类蓝图在头文件 temp.h 中声明。如果 temp.h 包含在两个单独的 .cpp 文件中，那么每个文件都有自己的蓝图，并且静态的东西对其他模块(即 *.o 或 *.cpp)不可见，因此每个 .cpp 文件都应该有自己的对象临时类(表示程序中临时的两个实例)。但是我已经在程序中检查过了，两个 .cpp 文件之间共享相同的实例。我不明白为什么？

//temp.h
class temp
{
  public:
    ~temp() {}

    void temp_func()
    {
      std::cout << "Inside temp_func" << "\n";
    }
    static temp& createInstance()
    {
      static temp ins;
      return ins;
    }
  priave:
    temp() {}
};

另一个头文件，没有类实例(内置数据类型)

//temp1.h
inline static int& createInstance()
{
  static int ins;
  return ins;
}

//another.cpp
#include "temp1.h"
void func()
{
  int &t = createInstance();
  std::cout << "t: " << t << "\n";
  t = 20;
}

//main.cpp
#include "temp1.h"
void func();
int main()
{
  int &temp = createInstance();
  temp = 10;
  std::cout << "temp:" << temp << "\n";
  func();
  std::cout << "temp:" << temp << "\n";
  return 0;
}

程序输出

temp:10

t: 0

temp:10

Answer 1

检查这个inline关键词解释。引用:

There may be more than one definition of an inline function or variable (since C++17) in the program as long as each definition appears in a different translation unit and (for non-static inline functions and variables (since C++17)) all definitions are identical. For example, an inline function or an inline variable (since C++17) may be defined in a header file that is #include'd in multiple source files.

您的 createInstance 函数就是那种函数 - 因为您已经在类定义中定义了它，所以它是隐式内联的。因此，编译器会将它们合并在一起，就好像它们只是一个。因此，您的函数将返回相同的 ins 对象。

请注意，该函数必须是内联，否则会发生其他事情 - 您违反了one definition rule ，准确地说:

One and only one definition of every non-inline function or variable that is odr-used (see below) is required to appear in the entire program (including any standard and user-defined libraries). The compiler is not required to diagnose this violation, but the behavior of the program that violates it is undefined.

编辑:在第二种情况下，它与内置类型数据无关，而是关于将 createInstance 函数移到类之外。它能做什么？它改变了您添加到函数定义中的 static 关键字的含义 - 现在该函数将被复制(而不是在链接时共享或合并在一起)，因此每次翻译unit 获取它自己的 int ins 变量拷贝。删除 static 关键字:

//temp1.h
inline int& createInstance()
{
  static int ins;
  return ins;
}

而且效果很好:

temp:10
t: 10
temp:20