C++ 标准是不是保证 cin、cout 等会先创建后销毁？

Posted 2023-02-22

【中文标题】C++ 标准是不是保证 cin、cout 等会先创建后销毁？

【英文标题】：Is it guaranteed by the C++ standard that cin, cout, etc. will be created first and destroyed last?C++ 标准是否保证 cin、cout 等会先创建后销毁？

【发布时间】：2014-11-21 11:03:48

【问题描述】：

cin，cout，与基本流相关 - 标准中的任何地方都保证这些对象将首先创建并最后销毁吗？

这意味着非本地静态对象可以在其构造函数和析构函数中依赖它们（这些对象和基本流之间没有 ctor 竞争）。

【参考方案1】：

保证在包含<iostream> 之后声明的任何静态对象之前创建它们，并且无论如何，在启动main 之前。它们在程序执行期间不会被销毁。

包含标头具有声明ios_base::Init 类型的静态变量的效果，其创建确保标准流被初始化。

如果你想要这个标准的：

C++11 27.4.1 [iostream.objects.overview]/2：在第一次构造类 ios_base::Init 的对象之前或期间的某个时间构造对象并建立关联，并且无论如何，在 main 的主体开始执行之前。在程序执行期间对象不会被破坏。在翻译单元中包含<iostream> 的结果应如同<iostream> 定义了具有静态存储持续时间的ios_base::Init 实例。同样，整个程序的行为就好像至少有一个具有静态存储持续时间的ios_base::Init 实例。

【讨论】：

main 不是唯一的东西，程序员会写。全局变量和静态变量也是候选对象。

@Ajay：确实，这就是为什么main 不是我唯一提到的原因。正如我所说，保证在包含<iostream> 之后声明的任何静态对象之前创建流。

我不是说你错了迈克，但我怀疑。原因：我可能有多个标题，包含在正确的顺序（或不包含）。不能保证第一个标头会按照给定的顺序放入链接器/加载器的初始化阶段。还是有保证？如果不是，则包含 <iostream> 只不过是文本包含。是的，我知道流类的实际代码驻留在运行时库（DLL、SO 或静态库）中。如果是这种情况，是否可以保证首先初始化 DLL/SO/LIB 对象？再次，那里的订单保证是什么？

@Ajay：我已经准确地说明了保证是什么。如果您包含标头（保证在包含点插入其内容），则随后在同一翻译单元中声明的任何静态对象（因此库等与此无关）将在流之后初始化。如果您声明一个静态对象而不首先包含标头，则无法保证。

@hauron Mike 的回答给出了字面规则。我没有在回答中重复它们，因为它们已经被陈述过了。我之所以回答是因为我认为值得描述这些保证的限制，但如果没有 Mike 的保证，我的回答是不完整的。

【参考方案2】：

您的问题的简单答案是否定的。正如其他人指出的那样， 翻译单元中定义的对象有保证 包括<iostream>，至少如果对象是在 包容。但这并不总是有帮助：您将 <iostream> 包含在 定义构造函数的翻译单元，不一定在 定义静态变量的那个。所以像下面这样的情况 是可能的：

file1.hh

class X

public:
    X();
;

file1.cc

#include "file1.hh"
#include <iostream>

X::X()

    std::cout << "Coucou, me voila!" << std::endl;

file2.cc

#include "file1.hh"

X anX;

在这种情况下，anX 的构造函数很有可能是 在构造 std::cout 之前调用。

为了安全起见：如果一个对象的构造函数可能是 用作静态变量想要使用任何标准流，它 应该可能声明一个ios_base::Init 类型的本地静态：

X::X()

    static ios_base::Init dummyForInitialization;
    std::cout << "Coucou, me voila!" << std::endl;

如果std::cout 在此构造函数被构造时尚未构造 调用，将在构造静态变量时进行。

【讨论】：

感谢有用的例子“假装”是 cout/cin 安全 :)

+1 反例。

从实际的角度来看，这个答案更有用 - 它显示了一个示例以及如何解决问题。该问题询问了标准，但我确实相信这些答案共同构成了“完美答案”，因此我选择了 Mike 的答案，并为此投票。