有没有办法让 C++ 结构值初始化所有 POD 成员变量？

Posted 2023-02-22

【中文标题】有没有办法让 C++ 结构值初始化所有 POD 成员变量？

【英文标题】：Is there a way to make a C++ struct value-initialize all POD member variables?

【发布时间】：2010-10-14 07:05:56

【问题描述】：

假设我有一个同时具有 POD 和非 POD 成员变量的 C++ 结构：

struct Struct 
    std::string String;
    int Int;
;

为了让我的程序产生可重现的行为，我希望在构造时初始化所有成员变量。我可以为此使用初始化列表：

 Struct::Struct() : Int() 

问题是，一旦我需要更改结构并添加新的 POD 成员变量（比如 bool Bool），我就有可能忘记将其添加到初始化列表中。那么新的成员变量在struct构造过程中就不会被值初始化了。

我也不能使用memset() 技巧：

Struct::Struct()

   memset( this, 0, sizeof( *this ) ); //can break non-POD member variables

因为调用 memset() 覆盖已经构造的非 POD 成员变量可能会破坏这些。

在这种情况下，有没有办法强制所有 POD 成员变量的值初始化而不显式添加它们的初始化？

【问题讨论】：

我建议每个成员成为const。特别是当它们都是public 时，强制不变性真的很有意义。您可以使用数组初始化语法来创建实例：Struct s = "...", 0 ;

@Daniel：我什么时候想把它放在容器里？

@GMan：在这种情况下，我会将其放在std::shared_ptr 中。或者也许决定正确封装成员并删除const。

@Daniel：所有公众成员都没有错。

@Daniel：我不需要你和我一起玩扶手椅精神病医生，或者说我思想封闭。非常粗鲁。在这种情况下，根据我们掌握的信息，将成员全部设为const 并不是一个合适的解决方案，因为您已经更改了该类可以做什么。还有其他解决方案可以解决不改变可用性的问题。虽然这并不能消除您的解决方案可能适用于不同情况的可能性（我从未说过），但这确实意味着您的解决方案相对于其他解决方案而言存在不足。

【参考方案1】：

最简洁的方法是编写自动初始化模板类initialized<T>：

编辑：我现在意识到，通过允许您声明 initialized<Struct>，它可以变得更加灵活。这意味着您可以在不修改原始Struct 的情况下声明初始化。默认初始化 'T()' 的灵感来自 Prasoons 的回答。

template<class T>  
struct initialized 
 
public: 

     initialized() 
         value = T(); 

    initialized(T t) 
         value = t; 

    initialized(const initialized<T>& x) 
         value = x.value; 

    T* operator &()  return &value;  

     operator T&()  return value;      

private: 
     T value; 
;


struct PodStruct 
            
    std::string String;      
    int Int; 
;  


struct GlorifiedPodStruct 
            
    std::string String;      
    initialized<int> Int; 
;  

void Test()

    GlorifiedPodStruct s;
    s.Int = 1;
    int b = s.Int;
    int * pointer = &s.Int;

    initialized<PodStruct> s2;

这可以编译，但可能需要更多的转换运算符，处理诸如 volatile 之类的关键字等。但你明白了。

【讨论】：

嗯。看起来不错，但是将 value 设为私有然后提供对它的完全访问权限的目的是什么？将其公开并删除转化不是更干净吗？

@sharptooth：这个想法是你可以像使用int 一样使用initialized<int>。例如，initialized<int> a; int b=a; 有效。如果没有转换运算符，您将需要显式访问 value 成员。

@Martin B：是的，您说的直接访问是对的，我没有想到这一点。仍然将 value 设为私有是没有意义的。

@sharptooth：值是私有的还是不重要的。只是当initialized<T> 与T 完全可互换时，您无论如何都不需要访问value。

@Martin B：感谢您的澄清。

【参考方案2】：

链接问题here

在这种情况下，有没有办法强制所有 POD 成员变量的值初始化而不显式添加它们的初始化？

我不确定这样的事情是否[直接]可行，但以下工作

prasoon@prasoon-desktop ~ $ cat check.cpp && clang++ check.cpp && ./a.out
#include <iostream>
struct Struct 
    std::string String;
    int Int;
    bool k;
    // add add add
;

struct InStruct:Struct

   InStruct():Struct()
;

int main()

   InStruct i;
   std::cout<< i.k << "  " << i.Int << std::endl; 

0  0
prasoon@prasoon-desktop ~ $ 

【讨论】：

-1 你很幸运并且得到了零，因为i 所在的内存恰好是零初始化的。标准不保证这一点。

@Martin B ：我认为它是由 C++03 保证的。请看我的问题here

我在那里学到了一些东西——我很抱歉。我正在删除反对票并添加赞成票。

【参考方案3】：

你可以添加一个基础结构：

struct PODStruct

  PODStruct(unsinged int count)  memset( this, 0, count);
;

然后你的结构派生自这个基础结构，如果你有多个基础结构，则排在第一位，

struct Struct : PODStruct

  Struct();
  std::string Str;
  int Int;


Struc::Struct() : PODStruct(sizeof(Struct))

【讨论】：

这会导致 UB。您不能通过非 POD 类型 memset，例如 std::string。