C++でメンバ変数の初期化順序の正しさを静的に検知して適宜エラーを出したい

Question

あるモジュール内のサブモジュール群が依存性で絡んでいたりするときに、正しくない初期化順序を検知できると安心できると考えているのですが、静的に行う良い方法はありますでしょうか。

以下のような場合を考えています。(疑似コードですいません)

class SubModule1 {...};
class SubModule2 {...};    // SubModule1に依存
class SubModule3 {...};    // SubModule1・SubModule2に依存

class MyClass{
    SubModule1 sub1;
    SubModule2 sub2;
    SubModule3 sub3;
public:
    MyClass(){
        sub1.init();
        sub2.init(sub1);    // sub1を用いて初期化
        sub3.init(sub1, sub2);    // sub1とsub2を用いて初期化
    }
};

例えば上記のようなコードがあったときに、うっかりMyClassのコンストラクタを

sub2.init(sub1);    // sub1を用いて初期化(アウト、sub1はまだ初期化されていない)
sub1.init();
sub3.init(sub1, sub2);    // sub1とsub2を用いて初期化

という風に書いてしまったとき、これをエラーにしたいのです。

すぐに思いつく方法としては、各SubModuleに初期化フラグを持たせ、依存先のモジュールを利用する時は初期化フラグを確認するといった方法が考えられますが、これは動的な検知方法になります。

class SubModule1 {...};

class SubModule2 {
    void init(SubModule1& sub1){
        if(!sub1.isInit()){
            throw exception("sub1 not initialized");
        }
        ... //初期化処理
    }
    ...
};

class SubModule3 {
    void init(SubModule1& sub1, SubModule2& sub1){
        if(!sub1.isInit() || !sub2.isInit()){
            throw exception("sub1 or sub2 not initialized");
        }
        ... //初期化処理
    }
    ...
};

初期化の順序はMyClassのコンストラクタのコードという静的な要素のみで決まるはずなので、だったら静的に判断してstatic_assertなどでエラーにできたら「コンパイルが通る＝正しいコード」という安心感が得られる上、実行時の初期化確認のコストもゼロになってとても便利だと思うのですが、そういういい方法はC++には無いものでしょうか。
上記のような動的な検知をデバッグビルドで行い、リリースビルドで削除するような手が最善なのでしょうか。

Answer 1

インスタンスの初期化を、init()に分けてするのではなく、コンストラクタで全部行い、sub1; sub2; sub3; の初期化はMyClassのコンストラクタのメンバ初期化子リストで行うのではいけないのでしょうか。

class SubModule1 {};

class SubModule2 {
public:
    SubModule2(const SubModule1 & sub1) {}
};

class SubModule3 {
public:
    SubModule3(const SubModule1 & sub1, const SubModule2 & sub2) {}
};

class MyClass {
    SubModule1 sub1;
    SubModule2 sub2;
    SubModule3 sub3;

public:
    MyClass()
        : sub1(), sub2(sub1), sub3(sub1, sub2)
    {
    }
};

SubModule2のコンストラクタの引数にSubModule1を渡すようにすれば、そもそもSubModule1なしにはSubModule2のインスタンスを作れないので、依存関係が保証できます。

コンストラクタの実行が済んだのに、インスタンスが初期化されていないというのは、好ましくないと思います。初期化部分を、init()という文法上は、ただのメンバ関数に切り出してしまったために、依存関係がコンパイル時にチェックできなくなってしまったわけですし。

まぁ、いつもいつも、理想通りにはいかないのですが。

ちなみに、メンバ変数の初期化は、コンストラクタのメンバ初期化子リストの順番ではなく、変数の宣言を書いた順番で行われるので注意してください。

Comments

[foolslab]

ありがとうございます。おかげさまでVC++及びGCCでコンパイル時に警告が出てくれました。

>ちなみに、メンバ変数の初期化は、コンストラクタのメンバ初期化子リストの順番ではなく、変数の宣言を書いた順番で行われるので注意してください。

これは知らなかったです。コロンの後に書いた順番通りに初期化されるものとばかり思っていました。