为什么 c++ 使用 memset(addr,0,sizeof(T)) 构造对象？标准或编译器错误？答案

【问题标题】：why c++ use memset(addr,0,sizeof(T)) to construct a object? Standard or compiler bug?为什么 c++ 使用 memset(addr,0,sizeof(T)) 构造对象？标准或编译器错误？
【发布时间】：2017-07-14 09:09:09
【问题描述】：

这个问题与我的另一个帖子有关：why allocate_shared and make_shared so slow

在这里我可以更清楚地描述问题。

想想下面的代码：

struct A {
    char data_[0x10000];
};

class C {
public:
    C() : a_() { }
    A a_;
};

int main() {
    C c;
    return 0;
}

我发现对于代码C() : a_()，编译器使用memset(addr,0,0x10000)作为A的构造函数。如果类型A有一个空的构造函数，那么asm代码是对的。

为了更清楚地描述问题，我写了一些测试代码：

#include <stdlib.h>

struct A {
    //A() {}
    char data_[0x10000];
    void dummy() { // avoid optimize erase by compiler
        data_[rand() % sizeof(data_)] = 1;
    }
    int dummy2() { // avoid optimize erase by compiler
        return data_[0];
    }
};

class B {
public:
    template<class ... T> B(T&...t) 
        : a_(std::forward<T>(t)...) {
    }
    A a_;
};

class C {
public:
    C() : a_() {
    }
    A a_;
};

template<class ... T>
int test(T&...t) {
    A a(t...);
    a.dummy();
    return a.dummy2();
}

int main() {
    A a;
    a.dummy();
    auto r1 = a.dummy2();

    auto r2 = test();

    B b;
    b.a_.dummy();
    auto r3 = b.a_.dummy2();

    C c;
    c.a_.dummy();
    auto r4 = c.a_.dummy2();
    return r1 + r2 + r3 + r4;
}

我用 vs2017 编译了代码，在 windows 10 中，x86 发布版本。然后我检查了asm代码：

template<class ... T>
int test(T&...t) {
00E510B8  call        _chkstk (0E51CE0h)  
00E510BD  mov         eax,dword ptr [__security_cookie (0E53004h)]  
00E510C2  xor         eax,ebp  
00E510C4  mov         dword ptr [ebp-4],eax  
    A a(t...);
00E510C7  push        10000h  
00E510CC  lea         eax,[a]  
00E510D2  push        0  
00E510D4  push        eax  
00E510D5  call        _memset (0E51C3Ah)  
00E510DA  add         esp,0Ch  
    a.dummy();
00E510DD  call        dword ptr [__imp__rand (0E520B4h)]  
}
00E510E3  mov         ecx,dword ptr [ebp-4]

很明显，函数test()调用memset(p, 0, 0x10000)。

如果我在 A 中添加一个空的构造函数（A(){} 行），编译器会删除 memset。

那为什么A类型没有构造函数时代码调用memset，而A有构造函数时不调用memset？

它是 c++ 标准的一部分，还是只是编译器错误？

显然 memset(p, 0, sizeof(T)) 是无用且有害的，它会减慢程序的速度。我该如何解决？

【问题讨论】：

这看起来像是默认初始化和零初始化之间的区别。不过，我对细节很模糊，所以请参阅例如stackoverflow.com/questions/27484483/…
没有test2()函数...
@K.Kirsz 测试，抱歉

标签： c++ c++11 constructor perfect-forwarding

【解决方案1】：

A a(t...);

会被解析为用t...初始化a。^†当t...为空时，如你调用它时，这将被理解为值初始化 em>a.

对于没有用户提供的默认构造函数的 A，value-initialize 会将其所有成员归零，因此 memset。

当您为A 提供构造函数时，value-initialize 是调用默认构造函数，您将其定义为不执行任何操作，因此不会调用 memset。

这不是编译器中的错误，这是必需的行为。要删除多余的memset，你可以写A a;。在这种情况下，a 是默认初始化的，并且无论是否使用用户提供的构造函数，都不会发生自动归零。

_{† 这很重要，因为A a() 将被解析为一个名为a 的函数，返回类型为A}

【讨论】：

看看B类，它是标准的完美转发。如果类 A 没有构造函数，则 B 也调用 memset。如何解决它？而且，请移到 url：stackoverflow.com/questions/45072486/…，我发现 std::allocate_shared 也做了这个无用的 memset，我不知道如何解决它。
@alpha 移动到网址是什么意思。如果问题是重复的，那么你做错了。如果不是，不要在一篇文章中提出多个问题
@alpha B 在其构造函数中调用a_()，这在为什么需要memset 的答案中直接涵盖。
我首先遇到了那个url描述的性能问题，然后我挖了几天，最后发现是因为memset。这不是重复的问题。即使我理解了值初始化，我仍然不知道如何解决这个问题。
如果我将 A 的定义更改为 struct A { A()=default;字符数据_[0x10000]； };我发现编译器仍然调用 memset。为什么？编译器应该为 A 生成一个虚拟构造函数？

【解决方案2】：

this不解释吗？

我们可以看到：

零初始化被执行 [...] 作为值初始化的一部分 value-initialized 类类型的 [...] 成员的序列没有构造函数，包括元素的值初始化没有提供初始化器的聚合。

...

值初始化在非静态数据成员时执行 [...] 或者基类使用成员初始化器初始化空的一对圆括号或大括号 (C++11 起)；

因此将a_() 放入成员初始化器列表属于后一种情况，因此会调用数组的零初始化。

回答您的问题：对我来说，这似乎是一种标准行为，而不是编译器错误。

【讨论】：