C++ 中的聚合初始化安全

Posted 2023-02-18

【中文标题】C++ 中的聚合初始化安全

【英文标题】：Aggregate Initialization Safety in C++

【发布时间】：2011-09-11 04:29:54

【问题描述】：

假设我有以下结构：

struct sampleData

       int x;
       int y;
;

而在使用时，我想将sampleData类型的变量初始化为已知状态。

sampleData sample =  1, 2  

后来，我决定需要将额外的数据存储在我的sampleData 结构中，如下所示：

struct sampleData

       int x;
       int y;
       int z;
;

据我了解，从我的 pre-z 数据结构中遗留下来的两个字段初始化仍然是一个有效的语句，并将被编译，用默认值填充缺失的字段。

这种理解正确吗？我最近一直在 Ada 工作，它也允许聚合初始化，但会将类似的问题标记为编译错误。假设我对上面 C++ 代码的假设是正确的，是否有一种语言结构可以将缺少的初始化值识别为错误？

【参考方案1】：

只有Aggregate Classes 支持以这种方式初始化变量。

如果您添加构造函数，那么问题就会消失，但是您需要稍微更改语法，并且您无法将 struct 存储在 union 中（除其他外）。

struct sampleData

    sampleData(int x, int y) : x(x), y(y) 
    int x;
    int y;
;

sampleData sample( 1, 2 );

添加z（并更改构造函数）会将sample( 1, 2 )标记为编译错误。

【讨论】：

+1。添加一个 (x,y,z) 构造函数，其中 Z 具有默认值，可以为您提供两全其美的效果。即使您对 Z 的默认值为零，它也有助于记录您在做什么，

不，只有聚合类才支持以这种方式初始化变量。所有聚合类都是 POD 类型，但并非所有 POD 类型都是聚合类，因此并非所有 POD 类型都支持聚合初始化。

@ildjam：感谢您的澄清。我已经更新了我的答案。

这也是我的答案（所以+1），但这样做有一个缺点。从技术上讲，这使得他的struct 不再是 POD。然而，在实践中，大多数编译器似乎都将其视为 POD，只要对它做的仅此而已。我称这样的结构为“pseudoPODs”

@T.E.D. : 在 C++0x 中这样的东西有一个正式的名字——“标准布局类”。

【参考方案2】：

是的，您离开初始化列表的任何元素都将被初始化为零（对于 POD 标量类型）或使用它们的默认构造函数（对于类）。

引用C标准中的相关语言here：

[6.7.8.21] 如果大括号括起来的列表中的初始化程序少于聚合的元素或成员，或者用于初始化已知大小数组的字符串文字中的字符少于数组，聚合的其余部分应隐式初始化，与具有静态存储持续时间的对象相同。

我确信有人比我在其中一个 C++ 规范中找到相应的语言更有动力...

请注意，这意味着 POD 标量元素的初始化就像您写“= 0”一样。这意味着它将正确地将指针初始化为 NULL 并浮动到 0.0，即使它们的表示不是全零字节。这也意味着它是递归工作的；如果您的结构包含结构，则内部结构也将正确初始化。

【讨论】：

出于使用结构的目的，我怀疑 C 标准与 C++ 规范相当接近

@Greg : 不，实际上——在 C++ 中，具有静态存储持续时间的对象如果是 POD 类型，则初始化为零，否则根据定义的方式进行初始化；另一方面，聚合初始化器中省略的数据成员始终是值初始化的。

【参考方案3】：

作为 Nemo 对 C 标准的回答的后续，以下是 C++03 标准所说的：

§8.5.1/7：

如果列表中的初始化器少于聚合中的成员，则每个未显式初始化的成员都应进行值初始化。

§8.5/5：

值初始化T 类型的对象意味着：

如果T 是具有用户声明构造函数的类类型，则调用T 的默认构造函数（如果T 没有可访问的默认构造函数，则初始化格式错误）； 如果T 是没有用户声明的构造函数的非联合类类型，则T 的每个非静态数据成员和基类组件都是值初始化的； 如果T是数组类型，那么每个元素都是值初始化的； 否则，对象被零初始化

零初始化T 类型的对象意味着：

如果T是标量类型，则将对象设置为0（零）的值转换为T； 如果T 是非联合类类型，则每个非静态数据成员和每个基类子对象都初始化为零； 如果T 是联合类型，则对象的第一个命名数据成员）为零初始化； 如果T是数组类型，每个元素都初始化为零； 如果T 是引用类型，则不执行初始化。

【讨论】：

@Nemo ：我刚刚复制并粘贴了我的另一个已经格式化的答案。不涉及任何努力：-P

【参考方案4】：

为什么不使用

sampleData sample =  x: 1, y:2  ;

?

但是您仍然会遇到z 被初始化为不可预测值的问题，因此最好定义一个将所有变量设置为明确定义的值的构造函数。

【讨论】：

因为问题被标记为c++ 而这不是 C++？

sampleData sample = 1, 2 C++ 那么呢？

确实如此——它被称为“聚合初始化”。

这个答案现在是getting closer to being right as of C++20。