C++ 默认值初始化随输入输出流而变化

Question

我正在研究两个代码段的有趣行为，这给了我意想不到的行为。

描述行为

代码段1：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    long long n;
    long long m;
    
    // cin >> n;

    cout << m;

    return 0;
}

当我运行它时（例如在https://www.onlinegdb.com/online_c++_compiler 中），控制台中打印的值（变量m 中的值）为0。这是预期的并且对应于long long 类型具有默认初始化为 0（零初始化）。

代码段2：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    long long n;
    long long m;
    
    cin >> n;

    cout << m;

    return 0;
}

通过取消注释带有 cin 的行并添加任何值，我得到的不是 0，而是一个不同的值，具体取决于我为 n 输入的数字。这种行为的其他特征是：

1. 对于n 的不同输入值，我们在m 中得到不同的值。
2. 每次为n 提供相同的值时，我们都会在m 中获得相同的值。
3. 定义n 或m 静态 会产生预期的行为，即m 的值为0。
4. 如果m、n 是ints，同样的行为仍然存在

因此，意外行为是 m 没有默认初始化为 0。

讨论

我的解释

1. 未注释的行 cin >> n 创建了一个新线程以供执行。
2. 新线程创建一个新堆栈，所有局部变量都复制到该堆栈中。
3. 由于m没有在原栈中初始化，它携带的值在新栈中是不确定的。这取决于当前堆栈的状态。但是堆栈的状态取决于原始复制堆栈的状态，而原始复制堆栈的状态又取决于输入 n 的值。

问题

我的解释与特征 3 是一致的。不过，我不知道如何使用单个线程来检查这一点。此外，原因可能不仅仅与堆栈相关，即使只有一个线程，行为仍然存在。你怎么看？

Answer 1

C++ 初始化非常复杂。但是，这种情况相当简单（除了术语混淆；）。你是对的，m 和 n 都是默认初始化的。不过，在那之后，你的解释就很不对劲了。它以

开头

这是意料之中的，并且对应于 long long 类型默认初始化为 0（零初始化）的事实。

long long int 的默认初始化是非零初始化。实际上它根本没有初始化。来自 cppreference：

默认初始化在三种情况下执行：

1. 当声明具有自动、静态或线程本地存储持续时间的变量时没有初始化器；

[...]

和

默认初始化的效果是：

• 如果 T 是非 POD（C++11 之前）类类型，[...long long 不是类类型...]
• 如果 T 是数组类型，[...long long不是数组类型...]
• 否则，不会执行初始化：具有自动存储持续时间的对象（及其子对象）包含不确定的值。

读取不确定的值是未定义的行为。添加或删除看似不相关的代码行会更改输出是未定义行为的典型影响。你的代码的输出可以是任何东西。它是未定义的。