嵌套类的值初始化

Posted 2023-02-16

【中文标题】嵌套类的值初始化

【英文标题】：Value initialization of nested classes

【发布时间】：2017-11-03 13:28:11

【问题描述】：

通过值初始化的规则。值初始化发生：

1,5) 当使用初始化器创建无名临时对象时 由一对空的括号或大括号组成（C++11 起）；

2,6) 当具有动态存储持续时间的对象由 new-expression 的初始化器由一对空的 圆括号或大括号 (C++11 起)；

3,7) 当一个非静态数据 成员或基类使用成员初始化器初始化 一对空的括号或大括号 (C++11 起)；

4) 当一个命名的 变量（自动、静态或线程局部）用 由一对大括号组成的初始化器。

简单的例子

struct A
    int i;
    string s;
    A();
;

A a 
cout << a.i << endl // default initialized value

没有显式声明的构造函数并留下默认的默认ctor //编译器生成我们得到的一个。

struct A
    int i;
    string s;

;
A a;
cout << a.i << endl // zero-initialized value

但是使用另一个结构。

struct A
    int i;
    string s;

;

struct B
    A a;
    int c;
;

B a;
cout << a.a.i << endl // default initialized , even tho we did not , int struct B , declared A a.

a.i 的值是零初始化的，即使没有使用 / () 构造，这违反了规则（如果我没记错的话）。

在结构 B 上使用相同的逻辑：

struct A
    int i;
    string s;

;

struct B
    A a;
    int c;
;

B b;
cout << b.c << endl; // default inicialized

我们根据规则获得行为。

最后一个例子：

struct A

    int i;
    A()   
;

struct B  A a; ; 

std::cout << B().a.i << endl;

B().a.i 也是零初始化的，而我们显式声明了构造函数并且它没有被删除。

为什么这些值被初始化为零？根据here 规定的规则，它们应该是默认初始化而不是零初始化。

感谢您的回答。

【问题讨论】：

最后一个例子来自 cppreference (link)。并且它声明了它的零初始化。

我在最初的评论中很快就谈到了。在访问a.i 的第一个示例中是UB。第二个是聚合初始化，所以没关系。第三个也是聚合初始化，这样就可以了。在第四个例子中访问b.c 是UB。在第五个示例中，访问a.i 是可以的，因为您引用的第一条规则。

【参考方案1】：

A 是不是聚合的区别。

[dcl.init.aggr]（强调我的）

聚合是一个数组或一个类（第 9 条），其中 没有用户提供的构造函数 (12.1)，没有大括号或等号初始值设定项 对于非静态数据成员 (9.2)，没有私有或受保护的非静态数据成员（第 11 条），

所以当A没有声明的构造函数时，说A a有aggregate initialization的效果

它将用一个空的初始化列表构造每个成员：

如果列表中的初始化子句少于聚合中的成员，则每个成员 没有显式初始化的应该从一个空的初始化列表初始化

所以你会得到int 和std::string，它们会将整数成员值初始化为零。

当您提供默认构造函数时，聚合属性会丢失，int 成员保持未初始化，因此访问它被视为未定义行为。

---

具体来说：

此代码在访问a.i 时为未定义行为，因为您提供了用户定义的构造函数，因此int i 字段在构造后保持未初始化：

struct A
    int i;
    string s;
    A();
;

A a ;
cout << a.i << endl;

并且此代码在访问b.c 时表现出未定义的行为，因为您没有对B b 执行列表初始化：

struct B
    A a;
    int c;
;

B b;
cout << b.c << endl;

所有其他代码都可以，并将对整数字段进行零初始化。在您使用大括号 的场景中，您正在执行聚合初始化。

最后一个示例有点棘手，因为您正在执行值初始化。由于B 是一个聚合，它被零初始化 ([dcl.init])，其中：

每个基类 子对象是零初始化的

所以你又可以访问A 子对象的整数成员了。

【讨论】：

我很确定A 是否有std::string 作为成员并不重要。无论哪种方式，它仍然是一个聚合（没有构造函数、私有/受保护的变量、没有基类、没有虚函数）。我意识到 OP 已经编辑了他们的问题：/ 好吧，仅供参考。

@Rakete1111：谢谢。我应该仔细检查一下。我认为拥有一个非聚合成员会使它失去聚合本身的资格。 （这仅适用于 POD）我更新了帖子以反映这一点。

【参考方案2】：

根据聚合初始化的规则，成员确实是值初始化的。

值初始化：

在所有情况下，如果使用空的大括号 对并且 T 是聚合类型，则执行 聚合初始化 而不是值初始化。

聚合初始化的效果是：

如果初始化子句的数量小于成员和基数（C++17 起）或初始化器列表完全为空，则剩余的成员和基数（C++17 起）根据通常的列表初始化规则（对非类类型和非具有默认构造函数的聚合类，以及聚合的聚合初始化）。如果引用类型的成员是这些剩余成员之一，则程序是错误的。