什么是 C 中的'静态初始化顺序失败”(SIOF)，如何预防？

理解“静态初始化顺序惨败”问题

在 C 中，静态初始化涉及在程序启动期间初始化全局变量和静态变量。此过程可能会导致称为“静态初始化顺序失败”(SIOF) 的意外行为。

请考虑以下代码示例：

在此示例中，变量 x 和 y在不同的源文件中声明。让我们分析一下编译和链接过程，以了解潜在的问题：

编译：

1. 编译 file1.cpp 时，编译器遇到 y 作为外部变量并将其保留为未分配。然后它为 x 分配空间，但不初始化它。
2. 在 file2.cpp 中，编译器遵循相同的过程，使 x 未分配并为 y 分配空间而不对其进行初始化。

链接：

1. 链接过程中，链接的顺序链接的目标文件 file1.o 和 file2.o 未指定。

2. 如果首先链接 file2.o，则会发生以下情况：

   • x 被零初始化。
   • y 使用零初始化的 x 动态初始化，导致 y 变为1.
   • 最后，使用初始化的y动态初始化x，导致x变为2。

后果：

程序的行为取决于目标文件的链接顺序。这可能会导致意外且不一致的结果，因为 x 和 y 的值可能因链接顺序而异。

标准初始化顺序：

C标准没有指定静态变量初始化的顺序。根据标准的初始化步骤如下：

1. 对所有非本地对象进行零初始化。
2. 动态初始化对象（x 或 y）。此步骤的顺序未指定。
3. 动态初始化剩余对象（x 或 y）。

在上面的示例中，结果将是 x 和 y 都为根据目标文件的顺序初始化为不同的值（1 或 2）

防止 SIOF：

为了防止 SIOF 并确保行为一致，建议：

• 避免静态之间的循环依赖变量。
• 使用编译时已知的常量或表达式初始化静态变量
• 利用 static_assert 指令来验证编译期间是否满足静态依赖关系。

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