构造函数继承和直接成员初始化

Question

我正在尝试结合使用 C++ 11 直接数据成员初始化和“使用”语法来继承基类的构造函数。现在使用 gcc 5.4.0（在 Ubuntu 16.04 上）我观察到一个奇怪的错误，如果数据成员类型没有默认构造函数。查看以下最小示例可能最容易理解：

#include <iostream>

struct Foo {
  Foo(int arg) { std::cout << "Foo::Foo(" << arg << ")" << std::endl; }
};

struct Base {
  Base(int arg) { std::cout << "Base::Base(" << arg << ")" << std::endl; }
};

struct Derived : public Base {
  using Base::Base;
  Foo foo{42};
};

int main() {
  Derived derived{120};
}

此代码使用 clang 以预期的行为编译和执行。使用 gcc 无法编译，因为编译器删除了构造函数Derived::Derived(int)：

ttt.cpp: In function ‘int main()’:
ttt.cpp:17:22: error: use of deleted function ‘Derived::Derived(int)’
   Derived derived{120};
                      ^
ttt.cpp:12:15: note: ‘Derived::Derived(int)’ is implicitly deleted because the default definition would be ill-formed:
   using Base::Base;
               ^
ttt.cpp:12:15: error: no matching function for call to ‘Foo::Foo()’
ttt.cpp:4:3: note: candidate: Foo::Foo(int)
   Foo(int arg) { std::cout << "Foo::Foo(" << arg << ")" << std::endl; }
   ^
ttt.cpp:4:3: note:   candidate expects 1 argument, 0 provided
ttt.cpp:3:8: note: candidate: constexpr Foo::Foo(const Foo&)
 struct Foo {
        ^
ttt.cpp:3:8: note:   candidate expects 1 argument, 0 provided
ttt.cpp:3:8: note: candidate: constexpr Foo::Foo(Foo&&)
ttt.cpp:3:8: note:   candidate expects 1 argument, 0 provided

如果我像这样向 Foo 添加一个默认构造函数：

  Foo() { std::cout << "Foo::Foo()" << std::endl; };

gcc 也可以编译它。代码的行为方式完全相同，特别是添加的 Foo 的默认构造函数永远不会被执行。

所以我现在的问题是，这是有效的 C++ 11 吗？如果是，我可能在 gcc 中发现了一个错误。否则，gcc 和 clang 不应该都给我一条错误消息，指出这不是有效的 C++ 11？

在@vlad-from-moscow 很好地回答了这个问题后进行编辑：这个错误似乎也存在于 gcc 6.2 中，所以我将提交一个错误报告。

第二次编辑：已经有一个错误，我在第一次搜索中没有找到：https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=67054

Answer 1

gcc 不满足 C++ 标准。 Derived 类的继承构造函数应使用为 Derived 继承构造函数指定的参数调用其 mem-initializer 列表中的 Base 构造函数。

有写在C++标准（12.9继承构造函数）

8 一个类的继承构造函数是隐式定义的 被 odr 使用 (3.2) 来创建其类类型 (1.8) 的对象。一个 隐式定义的继承构造函数执行的集合 将由用户编写的类的初始化 该类的内联构造函数 带有一个 mem-initializer-list，其 只有 mem-initializer 具有命名基础的 mem-initializer-id 在 using 声明的嵌套名称说明符中表示的类和 如下指定的表达式列表，其中 其函数体中的复合语句为空（12.6.2）。如果说 用户编写的构造函数格式错误，程序是 格式不正确。表达式列表中的每个表达式都具有以下形式 static_cast(p)，其中 p 是对应的名称 构造函数参数，T是p的声明类型。

也根据章节（12.6.2 初始化基和成员）

8 在非委托构造函数中，如果给定的非静态数据成员 或基类不是由 mem-initializer-id 指定的（包括 由于构造函数没有 mem-initializer-list 的情况 具有 noctor-initializer) 并且该实体不是 一个抽象类（10.4），然后

——如果实体是一个非静态数据成员，它有一个 大括号或相等初始化器，实体按照中指定的方式初始化 8.5;

Answer 2

看来你是对的，gcc 中有一个错误

来自 §12.9 [class.inhctor]：

命名构造函数的using-declaration (7.3.3) 隐式声明了一组继承构造函数。这 using-declaration 中命名的类X 的继承构造函数 的候选集包括实际的 由默认参数转换产生的构造函数和名义构造函数如下：

• X 的所有非模板构造函数

所以这意味着你的Derived 类应该明确地从它的基类中获取一个接受int 的构造函数。遵循类内成员初始化的常规规则，如果没有 Foo 的默认构造函数，构造 Derived 的实例应该不是问题，因为它没有被使用。因此，gcc 中有一个错误：

§13.3.1.3 由构造函数初始化 [over.match.ctor]

当类类型的对象被直接初始化 (8.5) [...] 时，重载决议选择构造函数。对于直接初始化，候选 函数是被初始化对象的类的所有构造函数。

所以应该选择构造函数Foo::Foo(int)，它显然不在gcc中。

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读完这篇文章后我的一个问题是“这会导致Derived 的默认构造函数被删除吗？”答案是否定的。

方便的是，该标准在此摘录下方提供了一个示例（我正在删除不需要的内容）：

struct B1 {
   B1(int);
};

struct D1 : B1 {
   using B1::B1;
};

D1 中的构造函数集是 [Emphasis 我的]

• D1()，隐式声明的默认构造函数，如果使用 odr，则格式错误
• D1(const D1&)，隐式声明的复制构造函数，不继承
• D1(D1&&)，隐式声明的移动构造函数，不继承
• D1(int)，隐式声明的继承构造函数