《その107》静的データメンバと静的メンバ関数: C++，C++/CX に挑戦！

2017年11月06日

《その107》静的データメンバと静的メンバ関数

静的データメンバと静的メンバ関数

　新版明解C++入門編 p.475 に重要事項として次の文章が書かれています。

　静的データメンバの初期化は、それを定義するソースファイル中で初めて利用される時点までに完了することになっている。main関数の実行前に初期化が完了するという保証はない。

　私にはわかりにくい文章だったので、次のようなプログラムで考えてみました。


プログラム A ------------------------
// ヘッダ C.h
class C {
    static int n_;  // ①静的ﾃﾞｰﾀﾒﾝﾊﾞの宣言
public:
    C() {}
    static int n() { return n_; }   // ② 静的メンバ関数
};


// ソースファイル C.cpp
#include "C.h"

int C::n_ = 100;    // ③静的ﾃﾞｰﾀﾒﾝﾊﾞの実体を定義(初期化)


// C_Test.cpp
#include <iostream>
#include "C.h"

int main() {
    std::cout << C::n() << '\n';    // ④
}
-------------------------------------

　静的データメンバや静的メンバ関数は、クラスオブジェクトを一つも作成していない段階でも存在するので、main関数でいきなり④を実行することができます。
　④を実行するために、②が実行されます。
　ということは、プログラム A では、③が実行されないうちに、初期化されていない静的データメンバ n_ が呼ばれることになる可能性があるということなのだと思います。

　「静的データメンバの初期化は、それを定義するソースファイル中で初めて利用される時点までに完了することになっている」
　初期の段階で、ソースファイル中で静的データメンバ n_ が利用されるようにするために、上のプログラムで、静的メンバ関数の定義④をソースファイル中に移動させて、プログラム B のようにすればよさそうです。


プログラム B ------------------------
// ヘッダ C.h
class C {
    static int n_;  // ①静的ﾃﾞｰﾀﾒﾝﾊﾞの宣言
public:
    C() {}
    static int n();                 // ② 静的メンバ関数の宣言
};


// ソースファイル C.cpp
#include "C.h"

int C::n_ = 100;    // ③静的ﾃﾞｰﾀﾒﾝﾊﾞの実体を定義(初期化)
int C::n() { return n_; }           // ⑤ 静的メンバ関数の定義


// C_Test.cpp
#include <iostream>
#include "C.h"

int main() {
    std::cout << C::n() << '\n';    // ④
}
-------------------------------------

　②では、関数 n() の宣言だけにしておいて、定義は、⑤の位置で定義するようしました。
　このようにすれば、静的メンバ関数の定義は初期の段階で行われますから、その初期の時点で、ソースファイル中の n_ が初めて利用されるので、そのさらに前に n_ の初期化が完了することになります。
つまり、main関数の実行前に初期化が完了することが保証されるということになるのではないでしょうか。

　新版明解C++入門編 p.475 の重要事項の文章を、私としては、以上のように理解してみました。
　※ ただし、実際には、最初のプログラム A も問題なく動きました。「main関数の実行前に初期化が完了」していない可能性があるということだと思います。