面试题：C++类成员变量初始化：涉及模板与静态成员变量

Question

编写一个模板类 `TemplateClass`，该类包含一个静态成员变量 `staticVar`，类型为 `std::map<std::string, int>`。请给出 `staticVar` 的正确初始化方式，并且阐述在多线程环境下，如何确保 `staticVar` 初始化的线程安全性。

Answer 1

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
#include <mutex>

template<typename T>
class TemplateClass {
public:
    static std::map<std::string, int>& getStaticVar() {
        static std::once_flag flag;
        static std::map<std::string, int> staticVar;
        std::call_once(flag, []() {
            // 这里进行 staticVar 的初始化操作
            staticVar["key1"] = 1;
            staticVar["key2"] = 2;
        });
        return staticVar;
    }
};

初始化方式

在 TemplateClass 中，通过 getStaticVar 函数来获取 staticVar。getStaticVar 函数使用 std::once_flag 和 std::call_once 来确保 staticVar 只被初始化一次。在 std::call_once 的回调函数中，可以进行 staticVar 的初始化操作，比如向 std::map 中插入一些键值对。

线程安全性

在多线程环境下，std::once_flag 和 std::call_once 可以确保 staticVar 的初始化是线程安全的。std::call_once 会在首次调用时执行给定的回调函数，并且保证该回调函数在多线程环境下只被执行一次，从而避免了 staticVar 的重复初始化问题，确保了线程安全性。