c++ - 是不是必须定义所有静态类方法，即使不使用？

Posted 2023-02-17

技术标签:

【中文标题】c++ - 是不是必须定义所有静态类方法，即使不使用？【英文标题】：c++ - Must all static class methods be defined, even when not used?c++ - 是否必须定义所有静态类方法，即使不使用？ 【发布时间】：2017-09-13 22:53:04 【问题描述】：

所以，我遇到了一个问题，我不确定是语言问题，还是编译器/GCC 问题。

TL;DR - 我是否需要定义类中的所有静态方法，即使这些静态方法从未被调用应用程序（即无论如何都可以被链接器合法地删除）？

我有一个库类，它为微控制器中的 UART 实现设备驱动程序。因为我不希望多个 UART 对象指向同一个资源，所以每个 UART 对象都是一个单例，使用几个 GetInstance() 方法之一检索，一个用于设备中的每个 UART 实例（UART0、UART1 等）。每个 UART 实例需要有两个 FIFO（Tx 和 Rx）用于存储。每个 FIFO 需要由 应用程序 明确地确定大小，并在 UART 对象被实例化时分配（理想情况下）。所以我也有几个静态的GetStorage() 方法，同样，每个UART 一次。

我为我的概念证明创建了一些精简代码。这是 static_instance.h：

#ifndef STATIC_INSTANCE_H_
#define STATIC_INSTANCE_H_

#ifdef __cplusplus
#include <vector>
namespace foo 
class Uart 
 public:
  /* Retrieve a singleton instance, using lazy static initialization.  Note
   * that not all instances will be present for a given device. */
  static Uart& Uart1GetInstance(void);
  static Uart& Uart2GetInstance(void);
  static Uart& Uart3GetInstance(void);
  /* Does something. */
  void DoSomething(void)  ++counter; 
 private:
  /* Structure for the storage that each static Uart instance requires. */
  struct Storage 
    Storage(std::vector<char>& vector)
        : my_vector_(vector)  
    std::vector<char>& my_vector_;   // Buffer for data.
  ;
  /* Instantiate object using provided register base and FIFO structures. */
  Uart(int instance, Storage& storage)
      : instance_(instance), storage_(storage)  
  ~Uart()  
  /* Retrieves the storage required for the static Uart object instances.
   * These methods are NOT implemented in static_instance.cc, but must be
   * implemented in the application code, only for those Uart instances
   * that are invoked in the application. */
  static Storage& Uart1GetStorage(void);
  static Storage& Uart2GetStorage(void);
  static Storage& Uart3GetStorage(void);
  int const instance_;    // Instance number of this object.
  Storage& storage_;      // Allocated storage for this object.
  int counter = 0;        // Dummy counter.
;
 // namespace foo
#endif  // __cplusplus

#endif

这里是 static_instance.cc：

#include <static_instance.h>
namespace foo 

Uart& Uart::Uart1GetInstance(void) 
  static Uart uart(1, Uart1GetStorage());
  return uart;

Uart& Uart::Uart2GetInstance(void) 
  static Uart uart(2, Uart2GetStorage());
  return uart;

Uart& Uart::Uart3GetInstance(void) 
  static Uart uart(3, Uart3GetStorage());
  return uart;


 // namespace foo

这个想法是您只为您实际需要的 UART 实例调用 GetInstance()，然后只为该 UART 实例定义 GetStorage()。（对于这个例子，我只定义一个缓冲区，并使用std::vector<char> 作为替代。）此外，由应用程序定义存储方法，因为每个应用程序都有自己的要求给定 UART 的缓冲区需要很大。（我绝对不会将宏放在我的 C++ 模块中，因为，ew。）这是 main.cc 中用于实例化 UART2 的代码 sn-p：

namespace foo 

Uart::Storage& Uart::Uart2GetStorage(void) 
  static std::vector<char> rx_vector(256, 0);
  static Uart::Storage storage(rx_vector);
  return storage;

static foo::Uart& uart_ = foo::Uart::Uart2GetInstance();
void wibble(void) 
  uart_.DoSomething();


 // namespace foo

现在，我正在使用该芯片的早期 IDE 开发一个早期应用程序（好奇的 Kinetis Design Studio v3.2.0），它使用 GCC 4.8.4 并与 进行编译和链接>没有错误。

但 NXP 已弃用另一个工具链 (MCUXpresso 10.0) 的 KDS，该工具链使用 GCC 5.4.1，并且使用完全相同的代码，这次我得到 两个链接器错误：

./source/static_instance.o: In function 'foo::Uart::Uart1GetInstance()':
../source/static_instance.cc:5: undefined reference to 'foo::Uart::Uart1GetStorage()'
./source/static_instance.o: In function 'foo::Uart::Uart3GetInstance()':
../source/static_instance.cc:13: undefined reference to 'foo::Uart::Uart3GetStorage()'

我不确定为什么链接器会关心未定义 UART1 和 UART3 的 GetStorage() 方法，因为我没有在我的应用程序中为 UART1 或 UART3 调用 GetInstance()，因此从不调用也可以对应GetStorage() 方法。

我的问题是...... C++11 要求我在我的可执行文件中定义所有三种存储方法吗？也就是说，GCC 4.8.4 是否让我摆脱了我不应该做的事情？或者这是我需要切换的一些 GCC 5.4 选项，以允许我从类中删除未使用的静态成员？

如果答案是“无论如何你都必须定义它们”，那么我会定义它们，或者可能设计一些其他方式来允许。如果答案是“那应该没问题”，并且我无法在命令行上设置让 GCC 5.4 执行此操作的选项，那么我将采取下一步并在 NXP 论坛中报告错误。谢谢。

【问题讨论】：

为什么不公开CreateInstance 函数而不是要求用户代码来定义（某些）函数？ coliru.stacked-crooked.com/a/5e84854041391a9c @aschepler - 我喜欢这种模式。但是假设我有一个板对象，我想通过调用GetInstance(2) 来初始化Uart& 引用。我如何保证CreateInstance(2) 将在该对象引用被初始化之前的某个时间被调用？ 【参考方案1】：