C++17 中受保护构造函数的规则改变了吗？

Posted 2023-02-25

【中文标题】C++17 中受保护构造函数的规则改变了吗？

【英文标题】：Changed rules for protected constructors in C++17?

【发布时间】：2018-05-19 06:14:42

【问题描述】：

我有这个测试用例：

struct A protected: A() ;
struct B: A;
struct C: A C() ;
struct D: A D() = default; ;

int main()
    (void)B;
    (void)C;
    (void)D;

gcc 和 clang 都在 C++11 和 C++14 模式下编译它。两者都在 C++17 模式下失败：

$ clang++ -std=c++17 main.cpp 
main.cpp:7:10: error: base class 'A' has protected default constructor
        (void)B;
                ^
main.cpp:1:22: note: declared protected here
struct A protected: A() ;
                     ^
main.cpp:9:10: error: base class 'A' has protected default constructor
        (void)D;
                ^
main.cpp:1:22: note: declared protected here
struct A protected: A() ;
                     ^
2 errors generated.

$ clang++ --version
clang version 6.0.0 (http://llvm.org/git/clang.git 96c9689f478d292390b76efcea35d87cbad3f44d) (http://llvm.org/git/llvm.git 360f53a441902d19ce27d070ad028005bc323e61)
Target: x86_64-unknown-linux-gnu
Thread model: posix

（clang 编译自 master 分支 2017-12-05。）

$ g++ -std=c++17 main.cpp 
main.cpp: In function 'int main()':
main.cpp:7:10: error: 'A::A()' is protected within this context
  (void)B;
          ^
main.cpp:1:22: note: declared protected here
 struct A protected: A() ;
                      ^
main.cpp:9:10: error: 'A::A()' is protected within this context
  (void)D;
          ^
main.cpp:1:22: note: declared protected here
 struct A protected: A() ;
                      ^

$ g++ --version
g++ (GCC) 8.0.0 20171201 (experimental)
Copyright (C) 2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

这种行为变化是 C++17 的一部分还是两个编译器中的错误？

【问题讨论】：

将 main 更改为 B b; C c; D d; 会使错误消失。我不确定(void)B; 究竟做了什么，但也许这种差异给出了提示。

@Timbo void 意味着删除任何值，并将表达式评估为 void。它通常用于消除有关未使用变量或未使用表达式的警告

将 A 更改为 protected: A() = default; 允许它编译。另一个提示。

我认为这与聚合初始化有关。在 C++17 中，您可以使用聚合初始化来初始化父级。所以当你调用B时，你是在调用父级的默认构造函数

【参考方案1】：

aggregate 的定义自 C++17 起发生了变化。

C++17 之前

没有基类

C++17 起

没有virtual, private, or protected (since C++17) 基类

这意味着，对于B 和D，它们在C++17 之前不是聚合类型，那么对于B 和D，将执行value-initialization，然后defaulted default constructor 将叫做;这很好，因为基类的protected构造函数可以被派生类的构造函数调用。

自 C++17 起，B 和 D 成为聚合类型（因为它们只有 public 基类，请注意对于类 D，显式默认的默认构造函数允许用于聚合类型，因为C++11)，那么对于B和D，会执行aggregate-initialization，

每个direct public base, (since C++17) 数组元素或非静态类成员，按照类定义中数组下标/外观的顺序，从初始化列表的相应子句复制初始化。

如果初始化子句的数量小于成员and bases (since C++17)的数量或初始化列表完全为空，则其余成员and bases (since C++17)按照通常的列表初始化规则由空列表初始化by their default initializers, if provided in the class definition, and otherwise (since C++14) （它使用默认构造函数对非类类型和非聚合类执行值初始化，并为聚合执行聚合初始化）。如果引用类型的成员是这些剩余成员之一，则程序是非良构的。

即基类子对象直接进行值初始化，绕过B和D的构造函数；但是A的默认构造函数是protected，那么代码就失败了。 （注意A 不是聚合类型，因为它有一个用户提供的构造函数。）

顺便说一句：C（带有用户提供的构造函数）在 C++17 之前和之后都不是聚合类型，所以这两种情况都可以。

【讨论】：

比我的答案要好得多。我想我会保留我的例子。

这是一个人为的破坏性更改示例

【参考方案2】：

在 C++17 中，关于聚合的规则发生了变化。

例如，您现在可以在 C++17 中执行此操作：

struct A  int a; ;
struct B  B(int) ;

struct C : A ;
struct D : B ;

int main() 
    (void) C2;
    (void) D1;

请注意，我们没有继承构造函数。在 C++17 中，C 和 D 现在是聚合，即使它们具有基类。

使用，聚合初始化开始，并且不发送参数将被解释为与从外部调用父级的默认构造函数相同。

例如，可以通过将类 D 更改为以下内容来禁用聚合初始化：

struct B  protected: B() ;

struct D : B 
    int b;
private:
    int c;
;

int main() 
    (void) D; // works!

这是因为当成员具有不同的访问说明符时，聚合初始化不适用。

= default 起作用的原因是它不是用户提供的构造函数。更多信息请访问this question。

【讨论】：

=default 有效，因为A 也是一个聚合，请参阅this question。

@Barry 谢谢！我会将此链接添加到我的答案中。