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在实现工厂类时，我遇到了std::auto_ptr我无法理解的行为。我把问题简化为下面这个小程序，所以……我们开始吧。

考虑以下单例类：

单例.h

#ifndef SINGLETON_H_
#define SINGLETON_H_

#include<iostream>
#include<memory>

class singleton {
public:
  static singleton* get() {
    std::cout << "singleton::get()" << std::endl;
    if ( !ptr_.get() ) {
      std::cout << &ptr_ << std::endl;
      ptr_.reset( new singleton  );
      std::cout << "CREATED" << std::endl;
    }
    return ptr_.get();
  }

  ~singleton(){
    std::cout << "DELETED" << std::endl;
  }
private:
  singleton() {}
  singleton(const singleton&){}

  static std::auto_ptr< singleton > ptr_;
  //static std::unique_ptr< singleton > ptr_;
};

#endif

单例.cpp

#include<singleton.h>o
std::auto_ptr< singleton > singleton::ptr_(0);
//std::unique_ptr< singleton > singleton::ptr_;

这里使用智能指针来管理资源主要是为了避免程序退出时的泄漏。然后我在以下程序中使用此代码：

啊

#ifndef A_H_
#define A_H_

int foo();

#endif

a.cpp

#include<singleton.h>

namespace {
  singleton * dummy( singleton::get() );
}

int foo() {  
  singleton * pt = singleton::get();
  return 0;
}

主文件

#include<a.h>

int main() {

  int a = foo();

  return 0;
}

现在有趣的部分。我分别编译了三个源：

$ g++  -I./ singleton.cpp -c 
$ g++  -I./ a.cpp -c 
$ g++  -I./ main.cpp -c

如果我按此顺序明确链接它们：

$ g++ main.o singleton.o a.o

一切都按我的预期工作，我得到以下标准输出：

singleton::get()
0x804a0d4
CREATED
singleton::get()
DELETED

相反，如果我使用此顺序链接源：

$ g++ a.o main.o singleton.o

我得到这个输出：

singleton::get()
0x804a0dc
CREATED
singleton::get()
0x804a0dc
CREATED
DELETED

我尝试了不同的编译器品牌（英特尔和 GNU）和版本，并且这种行为在它们之间是一致的。无论如何，我无法看到行为取决于链接顺序的代码。

此外，如果auto_ptr被unique_ptr行为取代，则始终与我期望的正确行为一致。

这让我想到了一个问题：有人知道这里发生了什么吗？

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2 回答 2

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dummy和std::auto_ptr< singleton > singleton::ptr_(0)构造的顺序是未指定的。

对于这种auto_ptr情况，如果你构造dummythen singleton::ptr_(0)，调用中创建的值dummy会被 的构造函数擦除ptr_(0)。

我会在ptr_viaptr_(([](){ std::cout << "made ptr_\n"; }(),0));或类似的东西的构造中添加跟踪。

它与它一起工作的事实unique_ptr是巧合的，并且可能是由于unique_ptr(0)可以确定它被归零的优化，因此什么都不做（static数据在构造开始之前被归零，所以如果编译器能够找出unique_ptr(0)只是将内存归零，它可以合法地跳过构造函数，这意味着您不再将内存归零）。

解决此问题的一种方法是使用一种保证使用前构造的方法，例如：

   static std::auto_ptr< singleton >& get_ptr() {
     static std::auto_ptr< singleton > ptr_(0);
     return ptr_;
   }

并将对 的引用替换ptr_为get_ptr()。

于 2013-04-23T19:56:25.530 回答
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未指定在不同翻译单元中定义的文件范围对象的构造顺序。然而，通常，在另一个翻译单元之前链接的翻译单元中定义的对象是在第二个翻译单元中定义的对象之前构造的。这里的区别在于a.o和singleton.o链接的顺序。当singleton.o在之前链接时，在之前a.o被singleton::ptr_初始化dummy，一切都很好。当先a.o被链接时，先dummy被初始化，从而构造单例；然后singleton::ptr_被初始化为 0，丢弃指向原始副本的指针singleton。然后在调用 tofoo时，调用 tosingleton::get()再次构造单例。

于 2013-04-23T19:56:04.810 回答