默认构造函数是否总是初始化所有成员？

Question

我可以发誓我不记得以前看过这个，而且我很难相信自己的眼睛：

非聚合类的隐式定义的默认构造函数是否初始化其成员？

在 Visual C++ 中，当我运行这个看似无辜的代码时...

#include <string>
struct S { int a; std::string b; };
int main() { return S().a; }

...令我惊讶的是，它返回一个非零值！但如果我删除字段b，则返回零。

我已经在我能接触到的所有 VC++ 版本上尝试过这个，而且似乎在所有版本上都可以做到这一点。

但是当我在 Clang 和 GCC 上尝试时，无论我在 C++98 模式还是 C++11 模式下尝试，值都会初始化为零。

正确的行为是什么？不保证为零吗？

Answer 1

引用 C++11：

5.2.3 显式类型转换（函数式表示法）[expr.type.conv]

2 表达式T()，其中T 是非数组完整对象类型的simple-type-specifier 或typename-specifier 或（可能是 cv 限定的）void 类型，创建指定类型的纯右值，它是值初始化的（8.5；没有对 void() 情况进行初始化）。 [...]

8.5 初始化程序 [dcl.init]

7 值初始化T 类型的对象意味着：

• ...
• 如果 T 是一个（可能是 cv 限定的）非联合类类型，没有用户提供的构造函数，则对象为零初始化，如果 T 的隐式声明的默认构造函数是非微不足道，调用该构造函数。
• ...

所以在 C++11 中，S().a 应该为零：对象在构造函数被调用之前被初始化为零，并且构造函数永远不会将 a 的值更改为其他任何值。

在 C++11 之前，值初始化有不同的描述。引用 N1577（大致 C++03）：

值初始化一个 T 类型的对象意味着：

• ...
• 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；
• ...
• 否则，对象被零初始化

这里，S 的值初始化没有调用任何构造函数，而是导致了它的a 和b 成员的值初始化。然后，该a 成员的值初始化导致该特定成员的零初始化。在 C++03 中，结果也保证为零。

甚至更早，进入第一个标准，C++98：

表达式T()，其中T 是非数组完整对象类型的简单类型说明符 (7.1.5.2) 或（可能是cv 限定的）@987654339 @type，创建指定类型的右值，其值由默认初始化确定（8.5；void() 情况下不进行初始化）。

默认初始化T 类型的对象意味着：

• 如果T 是非POD 类类型（第9 条），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，则初始化是非良构的）；
• ...
• 否则，对象的存储将被零初始化。

因此，基于第一个标准，VC++ 是正确的：当您添加 std::string 成员时，S 变为非 POD 类型，并且非 POD 类型不会进行零初始化，它们只是有自己的构造函数调用。为S 隐式生成的默认构造函数不会初始化a 成员。

所以所有的编译器都可以说是正确的，只是遵循不同版本的标准。

正如@Columbo 在 cmets 中所报告的，更高版本的 VC++ 确实会根据最新版本的 C++ 标准导致 a 成员被初始化。

Answer 2

_{（第一部分所有引用均来自N3337，C++11 FD，有编辑性改动）}

我无法重现 VC++ on rextester 的行为。据推测，该错误（见下文）已在他们使用的版本中修复，但在您的版本中未修复 - @Drop 报告最新版本 VS 2013 Update 4 未通过断言 - 而 VS 2015 预览版通过了它们。

只是为了避免误解：S 确实是一个聚合。 [dcl.init.aggr]/1:

聚合是没有用户提供的数组或类（第 9 条） 构造函数（12.1），没有私有或受保护的非静态数据成员 （第 11 条），没有基类（第 10 条），没有虚函数 (10.3)。

这无关紧要。
值初始化的语义很重要。 [dcl.init]/11：

一个对象，其初始值设定项是一组空括号，即， ()，应进行值初始化。

[dcl.init]/8:

值初始化T 类型的对象意味着：

• 如果T 是（可能是 cv 限定的）类类型（第 9 条），没有默认构造函数 (12.1) 或 用户提供或删除的默认构造函数，则对象默认初始化；
• 如果 T 是一个（可能是 cv 限定的）类类型，没有用户提供或删除的默认构造函数，则该对象为零初始化并检查默认初始化的语义约束，并且如果T 有一个重要的默认构造函数，则该对象是默认初始化的；
• [..]

很明显，无论b 是否在S 中，这都是成立的。所以至少在 C++11 中，两种情况下a 应该为零。 Clang and GCC show the correct behavior.

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现在让我们看看 C++03 FD：

值初始化T 类型的对象意味着：

• 如果 T 是具有用户声明的构造函数 (12.1) 的类类型（第 9 条）[..]
• 如果T 是没有用户声明的构造函数的非联合类类型，则每个非静态数据成员和基类 T 的组件是值初始化的；
• 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

也就是说，即使在 C++03 中（其中 [dcl.init]/11 中的上述引用也存在于 /7 中），a 在这两种情况下都应该是 0。
同样，both GCC and Clang are correct 与 -std=c++03。

如hvd's answer 所示，您的版本兼容 C++98，且仅兼容 C++98。