嵌套类的值初始化答案

【问题标题】：Value initialization of nested classes嵌套类的值初始化
【发布时间】：2017-11-03 13:28:11
【问题描述】：

通过值初始化的规则。值初始化发生：

1,5) 当使用初始化器创建无名临时对象时由一对空的括号或大括号组成（C++11 起）；

2,6) 当具有动态存储持续时间的对象由 new-expression 的初始化器由一对空的圆括号或大括号 (C++11 起)；

3,7) 当一个非静态数据成员或基类使用成员初始化器初始化一对空的括号或大括号 (C++11 起)；

4) 当一个命名的变量（自动、静态或线程局部）用由一对大括号组成的初始化器。

简单的例子

struct A{
    int i;
    string s;
    A(){};
};

A a{} 
cout << a.i << endl // default initialized value

没有显式声明的构造函数并留下默认的默认ctor //编译器生成我们得到的一个。

struct A{
    int i;
    string s;

};
A a{};
cout << a.i << endl // zero-initialized value

但是使用另一个结构。

struct A{
    int i;
    string s;

};

struct B{
    A a;
    int c;
};

B a{};
cout << a.a.i << endl // default initialized , even tho we did not , int struct B , declared A a{}.

a.i 的值是零初始化的，即使没有使用 {} / () 构造，这违反了规则（如果我没记错的话）。

在结构 B 上使用相同的逻辑：

struct A{
    int i;
    string s;

};

struct B{
    A a;
    int c;
};

B b;
cout << b.c << endl; // default inicialized

我们根据规则获得行为。

最后一个例子：

struct A
{
    int i;
    A() { } 
};

struct B { A a; }; 

std::cout << B().a.i << endl;

B().a.i 也是零初始化的，而我们显式声明了构造函数并且它没有被删除。

为什么这些值被初始化为零？根据here 规定的规则，它们应该是默认初始化而不是零初始化。

感谢您的回答。

【问题讨论】：

最后一个例子来自 cppreference (link)。并且它声明了它的零初始化。
我在最初的评论中很快就谈到了。在访问a.i 的第一个示例中是UB。第二个是聚合初始化，所以没关系。第三个也是聚合初始化，这样就可以了。在第四个例子中访问b.c 是UB。在第五个示例中，访问a.i 是可以的，因为您引用的第一条规则。

标签： c++ c++11 value-initialization

【解决方案1】：

A 是不是聚合的区别。

[dcl.init.aggr]（强调我的）

聚合是一个数组或一个类（第 9 条），其中 没有用户提供的构造函数 (12.1)，没有大括号或等号初始值设定项对于非静态数据成员 (9.2)，没有私有或受保护的非静态数据成员（第 11 条），

所以当A没有声明的构造函数时，说A a{}有aggregate initialization的效果

它将用一个空的初始化列表构造每个成员：

如果列表中的初始化子句少于聚合中的成员，则每个成员没有显式初始化的应该从一个空的初始化列表初始化

所以你会得到int{} 和std::string{}，它们会将整数成员值初始化为零。

当您提供默认构造函数时，聚合属性会丢失，int 成员保持未初始化，因此访问它被视为未定义行为。

具体来说：

此代码在访问a.i 时为未定义行为，因为您提供了用户定义的构造函数，因此int i 字段在构造后保持未初始化：

struct A{
    int i;
    string s;
    A(){};
};

A a{} ;
cout << a.i << endl;

并且此代码在访问b.c 时表现出未定义的行为，因为您没有对B b 执行列表初始化：

struct B{
    A a;
    int c;
};

B b;
cout << b.c << endl;

所有其他代码都可以，并将对整数字段进行零初始化。在您使用大括号{} 的场景中，您正在执行聚合初始化。

最后一个示例有点棘手，因为您正在执行值初始化。由于B 是一个聚合，它被零初始化 ([dcl.init])，其中：

每个基类子对象是零初始化的

所以你又可以访问A 子对象的整数成员了。

【讨论】：

我很确定A 是否有std::string 作为成员并不重要。无论哪种方式，它仍然是一个聚合（没有构造函数、私有/受保护的变量、没有基类、没有虚函数）。我意识到 OP 已经编辑了他们的问题：/ 好吧，仅供参考。
@Rakete1111：谢谢。我应该仔细检查一下。我认为拥有一个非聚合成员会使它失去聚合本身的资格。（这仅适用于 POD）我更新了帖子以反映这一点。

【解决方案2】：

根据聚合初始化的规则，成员确实是值初始化的。

值初始化：

在所有情况下，如果使用空的大括号 {} 对并且 T 是聚合类型，则执行 聚合初始化 而不是值初始化。

聚合初始化的效果是：

如果初始化子句的数量小于成员和基数（C++17 起）或初始化器列表完全为空，则剩余的成员和基数（C++17 起）根据通常的列表初始化规则（对非类类型和非具有默认构造函数的聚合类，以及聚合的聚合初始化）。如果引用类型的成员是这些剩余成员之一，则程序是错误的。

【讨论】：