C++ 全局构造函数调用的顺序

C++的全局类和静态类的构造函数是在main函数之前调用的。但是，不同的类的构造函数以什么顺序调用呢？

对于g++编译器来说，这个顺序是由链接时，文件顺序决定的。

我们用一个例子来说明这一点。

我们有3个文件：t1.h, t1.cpp和tt1.cpp，内容分别是

t.h

#ifndef T_H
#define T_H
#include <stdio.h>
class A {
public:
A();
};

class B {
public:
B(){ a_ = NULL; }
void setA(A* a) { a_ = a; }
A * a() { return a_; }

static B _b;
private:
A *a_;
};

extern A *g_a;
#endif

tt.cpp

#include "t.h"

B B::_b;

A *g_a = NULL;

A::A()
{
B::_b.setA(this);
g_a = this;
}

t.cpp

#include "t.h"

A a;

int main()
{
printf("a=%p, b.a=%p, g_a=%p\n", &a, B::_b.a(), g_a);
}

t.h定义了类A和B,其中，在A的构造中，A将自己的指针付给B::_b.a_和g_a。

那么，如果以这样的顺序编译

g++ -o t tt.cpp t.cpp

执行 ./t，得到的结果是

a=0x804a024, b.a=0x804a024, g_a=0x804a024

这正是我们期望的结果。

如果，按照这样的顺序编译

g++ -o t t.cpp tt.cpp

得到的结果是

a=0x804a01c, b.a=(nil), g_a=0x804a01c

那么，为什么先编t.cpp，在编tt.cpp，会得到b.a的结果为null呢？

这应该和ELF文件的格式有关系。

在C/C++语言中，全局变量、静态变量将被放在global数据段，当elf文件被加载到系统中时，global段的数据直接被映射到内存中。

但是，对于C++来说，全局和静态类对象，还必须调用构造函数，这些构造函数的调用，就被放在了init段。这个段是一个代码段，在elf被载入时被执行。

那么，很自然，g++按照链接的顺序，依次把全局类对象的构造放在了init段中。

于是，上面由于t.cpp先被链接，tt.cpp后被链接，因此，a的构造函数就先于B::b_的构造函数调用。 这样，当A::A()被调用时，B::b_::a_的值就被设置为a的指针。

当B::B()被调用时，a_的值被初始化为NULL。

于是，最终的输出结果，b.a=(nil)。

这说明，在C++内部，在全局构造函数中，访问其他全局或者静态变量，其结果是不可预知的。

要解决这个问题，我们使用指针变量。例如，例子中的g_a。

指针变量是一个变量而不是类对象，因此当elf文件被映射到内存中时，g_a的变量值就已经确定，无需额外的代码执行。因此，这可以保证在任意时刻访问g_a变量，都可以得到正确的值。