可以使用 C++ 聚合初始化来构造实现接口的类的实例吗？

Posted 2023-02-18

【中文标题】可以使用 C++ 聚合初始化来构造实现接口的类的实例吗？

【英文标题】：Can C++ aggregate initialization be used to construct an instance of a class which implements an interface?

【发布时间】：2019-05-09 18:01:10

【问题描述】：

我希望有人能给我详细说明为什么以下代码无法编译，如果可能的话，解决方法。

我有一个名为 Foo 的现有结构，以及使用初始化列表创建 Foo 实例的代码。此代码编译并工作：

struct Foo 
    int id1;
    int id2;
;

int main()

    Foo f(1,2);

    return f.id1;

我希望 Foo 实现一个接口：

struct Interface 
    // All pure virtual methods, but this won't compile even if empty
;

struct Foo : public Interface
    int id1;
    int id2;
;

int main()

    Foo f(1,2);

    return f.id1;

此代码不再编译，出现

的错误

cannot convert argument 1 from 'initializer list' to 'const _Ty &'

（错误会根据您的确切编译器而变化。）

我找到了与聚合初始化相关的这部分标准：

[dcl.init.aggr]/1 聚合是一个数组或一个类（第 12 条） 1.1 没有用户提供的、显式的或继承的构造函数（15.1）， 1.2 没有私有或受保护的非静态数据成员（第 14 条）， 1.3 没有虚拟功能（13.3），和 1.4 没有虚拟、私有或受保护的基类 (13.1)。

虽然我实际上不确定聚合初始化是否是这里发生的事情。有人可以解释正在发生的错误，如果可能的话，提供我可以对界面进行的更改吗？我有几个需要这个接口的现有结构，以及许多使用这种初始化形式的现有代码，我想尽可能少地重写它。谢谢！

【参考方案1】：

你需要初始化基类，即使它是空的：

Foo f(,1,2);

see it live on godbolt

在您所指部分的标准中，我们可以在[dcl.init.aggr]p4.2 中看到一个示例：

struct base1  int b1, b2 = 42; ;
struct base2 
  base2() 
   b3 = 42;
 
 int b3;
;

struct derived : base1, base2 
 int d;
;

derived d11, 2, , 4;
derived d2, , 4;

用 1 初始化 d1.b1，用 2 初始化 d1.b2，用 42 初始化 d1.b3，用 4 初始化 d1.d， d2.b1 为 0，d2.b2 为 42，d2.b3 为 42，d2.d 为 4。 —end 例子]

另见[dcl.init.aggr]p2，它解释了聚合的元素是什么：

聚合的元素是：

-对于数组，数组元素按下标递增顺序，或 -对于一个类，按声明顺序的直接基类，然后是直接非静态数据成员（[class.mem]） 匿名工会的成员，按声明顺序。

和[dcl.init.aggr]p3 说：

当聚合被 [dcl.init.list] 中指定的初始化列表初始化时，初始化列表的元素被视为聚合元素的初始化。 ...

请注意，自 before C++17 an aggregate was not allowed to have a base class 以来，答案假定 C++17 或更高版本。

【讨论】：

+1 可以用struct Interface ; struct Foo : public Interface int id1; int id2; ; int main() Foo f = .id1 = 1, .id2 = 2 ; return f.id1; 躲避子弹并声称它适用于C++20 吗？ :-) `

@TedLyngmo 我不知道我是否会推荐，gcc 和 clang 都支持 C99 指定初始化程序作为 C99 扩展，但 clang reports their C++20 support for designated initializers as partial

@NicolBolas 我认为普遍认为 C++ 标签意味着流行的 C++，并且自 C++14 does not allow this 以来 OP 使用的引用是 C++17 或更高版本，但我绝对可以添加注释。跨度>

@ShafikYaghmour 我也不会推荐它，但它是（/将可能成为）有效的 C++20，不是它（除了未初始化的基数）？

【参考方案2】：

@ShafikYaghmour 解释了为什么当Interface 为空时，聚合初始化不能像以前那样进行。

但如果Interface 具有虚函数，正如问题中所建议的，来自Interface 的派生类将不是聚合。因此，实现Interface 并将数据成员保存为Foo 的类必须实现构造函数。我看到的最简单的方法（根据数据成员的“琐碎性”，在速度方面可能不是最有效的）是这样的：

struct Interface 
   // All pure virtual methods, but this won't compile even if empty
   virtual void bar() =0;
   ;

struct Foo_data //change the name of the aggregate
  int id1;
  int id2;
  ;

struct Foo
  :Interface  //Foo has virtual function => Foo is not an aggregate
  ,Foo_data
  
  Foo() =default;
  Foo(Foo_data data):Foo_data(std::move(data))//a constructor must be provided
  void bar() override 
  ;

int main()
  Foo f(1,2);
  return f.id1;