C++11 空列表初始化联合 - 是不是保证初始化联合的全长？

Posted 2023-02-16

【中文标题】C++11 空列表初始化联合 - 是不是保证初始化联合的全长？

【英文标题】：C++11 empty list Initialization of a union - is it guaranteed to initialize the full length of the union?C++11 空列表初始化联合 - 是否保证初始化联合的全长？

【发布时间】：2017-03-01 14:56:30

【问题描述】：

在 C++11 中，我有以下联合：

union SomeData

    std::uint8_t Byte;
    std::uint16_t Word;
    std::uint32_t DWord;
    unsigned char String[128];
;

如果我这样初始化联合；

SomeData data ;

是否保证联合的整个内容将被“归零”？换一种方式;是一个联合的空列表初始化器功能上等效到memset-ing联合为零？：

memset(&data, 0, sizeof(data));

我特别关心字符串数据。我想确保字符串的整个长度都包含零。它似乎在我当前的编译器中工作，但 规范的语言 是否保证这始终是正确的？

如果没有：有没有更好的方法将联合的全长初始化为零？

【参考方案1】：

不，不能保证整个工会都会被清零。只有联合的第一个声明的成员，加上任何填充，保证为零（证明如下）。

因此，要确保联合对象的整个内存区域为零，您有以下选择：

对成员进行排序，使最大的成员排在第一位，从而将其清零。 使用std::memset 或等效功能。为防止意外忘记这一点，您当然可以给 SomeData 一个默认构造函数，它会调用它。

---

引用 C++11：

8.5.4 [dcl.init.list]/3

T 类型的对象或引用的列表初始化定义如下：

如果初始值设定项列表没有元素并且T 是具有默认构造函数的类类型，则对象为 值初始化。

8.5 [dcl.init]/7

值初始化T 类型的对象意味着：

如果T 是具有用户提供的构造函数 (12.1) 的（可能是 cv 限定的）类类型（第 9 条），则 调用T 的默认构造函数（如果T 没有可访问的默认值，则初始化格式错误 构造函数）； 如果T 是一个（可能是 cv 限定的）非联合类类型，没有用户提供的构造函数，那么对象 是零初始化的，如果T 的隐式声明的默认构造函数是非平凡的，则该构造函数是 调用。 ... 否则，对象被零初始化。

8.5 [dcl.init]/5:

零初始化T 类型的对象或引用意味着：

...

如果T 是（可能是cv 限定的）联合类型，则对象的第一个非静态命名数据成员为零初始化 并且填充被初始化为零位；

从这些引用中，您可以看到使用 来初始化data 将导致对象被值初始化（因为SomeData 是具有默认构造函数的类类型）。

在没有用户提供的默认构造函数（SomeData 是）的情况下对联合进行值初始化意味着对其进行零初始化。

最后，零初始化联合意味着零初始化它的第一个非静态命名数据成员。

【讨论】：

这太糟糕了。有没有一种简单的方法可以将完整的联合初始化为零？还是“memset”是唯一的方法？

@BTownTKD 把最大的成员放在第一位？

哦。是的。杜普。

我对padding被初始化为零位的理解是union的剩余部分会被设置为0。

这是core issue 694。声明的意图是将整个工会归零。

【参考方案2】：

整个联合将被清零。更确切地说，联合的第一个成员将被默认初始化，联合中所有剩余的字节将设置为 0 作为 padding。

参考文献（强调我的）：

8.5 初始化程序 [dcl.init]...

5 对 T 类型的对象或引用进行零初始化意味着：... — 如果 T 是（可能是 cv 限定的）联合类型，则对象的第一个非静态命名数据成员初始化为零 并且填充被初始化为零位;

这意味着联合的第一个成员（此处为 std::uint8_t Byte;）将被初始化为 0，联合中的所有其他字节将被设置为 0，因为它们是填充字节。

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但是小心。正如 Angew 所述，“padding”在标准中没有得到很好的说明，C 编译器可以解释为联合中的填充字节只是最大成员之后的字节。我真的会觉得这很奇怪，因为兼容性更改是专门记录的，并且以前的版本 (C) 首先将所有内容初始化为 0，然后进行特定的初始化。但是一个新的实现者无法意识到这一点......

TL/DR：我真的认为标准的意图是在 OP 的示例中联合中的所有字节都设置为 0，但是对于关键任务程序，我肯定会添加一个显式的 0 构造函数...

【讨论】：

有趣！这确实是一个令人愉快的解释。规范中是否有任何内容阐明了联合中“填充”的定义？

有趣。当然，这确实意味着每个人都需要将最大的成员放在联合中的第一位，以使整个联合初始化为零，对吗？

@SJHowe 更准确地说，如果联合中的第一个成员是最大的，那么您确定联合中的所有字节都将设置为 0。