Wie kommt es, dass die Definitionsreihenfolge bei der Definition statischer Membervariablen nicht eingehalten wird?

Question

Ich kenne das Problem der Reihenfolge der Initialisierung von statischen Variablen aus verschiedenen Übersetzungseinheiten. Aber mein Problem ist, innerhalb einer Übersetzungseinheit und in der Tat innerhalb einer Struktur:

template <int size> 
struct SlidingTile { 
    using AllActions = std::array<int, size>; 
    using AllMDDeltas = std::array<int, size>; 

    int mdDelta(int i) const { 
     return mdDeltas_[i]; 
    } 

    static AllActions computeAllActions() { 
     std::cout << "computeAllActions" << std::endl; 
     AllActions res; 
     for (int i = 0; i < size; ++i) res[i] = i; 
     return res; 
    } 

    static AllMDDeltas computeAllMDDeltas() { 
     std::cout << "Entered computeAllMDDeltas" << std::endl; 
     AllActions res; 
     for (int i = 0; i < size; ++i) res[i] = 10 * allActions_[i]; 
     std::cout << "Exiting computeAllMDDeltas" << std::endl; 
     return res; 
    } 

private: 
    static const AllActions allActions_; 
    static const AllMDDeltas mdDeltas_; 
}; 

template <int size> 
const typename SlidingTile<size>::AllActions 
    SlidingTile<size>::allActions_ = SlidingTile<size>::computeAllActions(); 

template <int size> 
const typename SlidingTile<size>::AllMDDeltas 
    SlidingTile<size>::mdDeltas_ = SlidingTile<size>::computeAllMDDeltas(); 

int main() { 
    SlidingTile<3> s; 
    std::cout << s.mdDelta(2) << std::endl; 
    return 0; 
} 

Die Ausgabe lautet:

Entered computeAllMDDeltas 
Exiting computeAllMDDeltas 
computeAllActions 

Zu meiner Überraschung wird computeAllMDDeltas vor computeAllActions genannt und so allActions_ ist nicht initialisiert, wenn es in computeAllMDDeltas verwendet wird. Interessanterweise wird computeAllActions nicht aufgerufen, selbst wenn allActions_ in computeAllMDDeltas verwendet wird.

Warum passiert das und was ist der empfohlene Weg in dieser Situation?

Answer 1

Wie kommt es, dass die Definitionsreihenfolge nicht eingehalten wird, wenn statische Elementvariablen definiert werden?

Da der Standard sagt, dass die Initialisierung ungeordnete ist:

[basic.start.init]/2 (N4140 Standardentwurf)

... Definitionen explizit spezialisierten Klassen-Template statisch Datenmitglieder haben die Initialisierung bestellt. Andere statische Datenelemente der Klassenvorlage (d. H. Implizit oder explizit instanziierte Spezialisierungen) haben Initialisierung. ...

---

was ist die empfohlene Art und Weise in dieser Situation?

Gleiche wie Initialisierung über Übersetzungseinheiten: Construct Bei der ersten Verwendung Idiom:

struct SlidingTile { 
    // ... 
private: 
    static const AllActions& allActions() { 
     static const AllActions instance = computeAllActions(); 
     return instance; 
    } 
    static const AllMDDeltas& mdDeltas() { 
     static const AllMDDeltas instance = computeAllMDDeltas(); 
     return instance; 
    } 
};