为什么不将 C++ 结构初始化为 `= {0}` 将其所有成员设置为 0？

Question

在进行了大量的测试和编写this answer on how to initialize a struct to zero in C++ 之后（注意：对它的否决是在我完全重写它之前），我不明白为什么= {0} 没有设置结构的所有成员归零！

如果你这样做：

struct data_t
{
    int num1 = 100;
    int num2 = -100;
    int num3;
    int num4 = 150;
};

data_t d3 = {0};
printf("d3.num1 = %i\nd3.num2 = %i\nd3.num3 = %i\nd3.num4 = %i\n\n",
       d3.num1, d3.num2, d3.num3, d3.num4);

...输出是：

d3.num1 = 0
d3.num2 = -100
d3.num3 = 0
d3.num4 = 150

...虽然我预计输出是这样的：

d3.num1 = 0
d3.num2 = 0
d3.num3 = 0
d3.num4 = 0

...这意味着只有 FIRST 成员设置为零，其余的都设置为默认值。

我一直认为以这三种方式中的任何一种初始化结构都会对其进行零初始化，但显然我错了！

1. data_t d{}
2. data_t d = {}
3. data_t d = {0}

因此，我从this answer 得到的主要收获是：

这里最大的收获是：data_t d{}、data_t d = {} 和 data_t d = {0}，实际上将结构的所有成员都设置为零！

1. data_t d{} 将所有值设置为结构中定义的默认值。
2. data_t d = {} 还将所有值设置为默认值。
3. 而data_t d = {0} 仅将 FIRST 值设置为零，而将所有其他值设置为其默认值。

那么，为什么不将 C++ 结构初始化为 = {0} 将其所有成员设置为 0？

请注意，我上面的关键要点实际上与我多年来一直使用的这个看起来相当官方的文档 (https://en.cppreference.com/w/cpp/language/zero_initialization) 相矛盾，它说 T t = {} ; 和 T {} ; 都是零初始化器，而事实上，根据我上面的测试和外卖，它们不是。

参考资料：

1. How to initialize a struct to 0 in C++
2. 更新：我也被指向了这个参考：What does {0} mean when initializing an object?

Answer 1

那么，为什么不将 C++ 结构初始化为 = {0} 将其所有成员设置为 0？

因为您只提供一个值，而该类有多个成员。

当您拥有T t{}; 或T t = {} 时，您正在执行的操作称为value initialization。在值初始化中，如果对象/成员没有默认构造函数或默认成员初始化器，则编译器会回退到零初始化对象/成员。所以与

data_t d{}

按顺序排列的成员的值将是 100, -100, 0 ,150 并且 0 for num3 发生是因为它没有默认值并且您没有在 {} 中提供值所以编译器回零初始化num3。这与data_t d = {} 相同。使用data_t d = {0}，您提供了第一个元素，所以num1 是0，但是就像前两个一样，所有其他成员如果有一个，则使用其默认值初始化，如果没有，则初始化为零，为成员值提供 0、-100、0、150。

这是在 C++11 发布并允许默认成员初始化程序时发生的更改。

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如果您的 data_t 被定义为

typedef struct
{
    int num1;
    int num2;
    int num3;
    int num4;
} data_t;

那么data_t d{}、data_t d = {}、data_t d = {0} 都会给你一个零初始化类，因为没有默认的成员初始化器和你提供的唯一值braced-init-list（{...} 的技术名称）为零，因此所有成员都为零。

Answer 2

data_t d3 = {0} 是list-initialization 语法，它与data_t 等聚合一起执行aggregate initialization：提供的0 值用于初始化第一个成员，其余成员使用其相应的默认值进行初始化，如果不存在，则值初始化（强调我的，为 C++14 编辑）：

如果初始化子句的数量小于成员数或初始化列表完全为空，剩余成员 由它们的default member initializers 初始化，如果在类定义中提供，否则由空列表初始化，符合通常的list-initialization 规则（对非类类型和非聚合类执行value-initialization使用默认构造函数和聚合的聚合初始化）。如果引用类型的成员是这些剩余成员之一，则程序是非良构的。

value-initialization 表示非类类型的零初始化。 那就是为什么没有默认值的成员num3得到0的值。

注意：不要与default-initialization 混淆，后者根本不初始化非类类型。 data_t d3; 将是 默认初始化，而成员 num3 将处于不确定状态。

需要注意的重要一点是被初始化的对象是否是一个聚合，因为聚合与具有构造函数的类的初始化规则是不同的。在构造函数的情况下，没有默认值的非类成员将被默认初始化（即处于不确定状态）。

一些例子：

struct A { // an aggregate
    int num1 = 100;
    int num2 = -100;
    int num3;
};

struct B { // not an aggregate
    int num1 = 100;
    int num2 = -100;
    int num3;
    B() {}
    B(int) {}
};

int main() {
    A a1; // default-initialization: a1 is {100, -100, ???}
    A a2 = {}; // aggregate initialization: a2 is {100, -100, 0}
    A a3 = { 1 }; // aggregate initialization: a3 is {1, -100, 0}
    A a4 = { 1,2,3 }; // aggregate initialization: a4 is {1, 2, 3}
    B b1; // default-initialization: b1 is {100, -100, ???}
    B b2 = {}; // copy-list-initialization invoking B::B(): b2 is {100, -100, ???}
    B b3 = { 1 }; // copy-list-initialization invoking B::B(int): b3 is {100, -100, ???}
    B b4 = { 1,2,3 }; // error: no B constructor taking (int,int,int)
}

另请注意，聚合初始化规则早于 C++11。例如，请参阅这个相关的 pre-C++11 问题：What does {0} mean when initializing an object?

Answer 3

简答：因为你有类内初始化器。

更长的答案：因为您正在为 C++14 或更高版本进行编译，所以具有类内初始化程序并且您正在使用 aggregate initialization。参考资料提供了解释：

如果初始化子句的数量小于 成员或初始化列表完全 为空，剩余成员被初始化 由它们的默认成员初始化器（如果在类中提供） 定义，否则 (C++14 起) 为空列表，根据 使用通常的列表初始化规则（执行 非类类型和非聚合类的值初始化 使用默认构造函数和聚合初始化 聚合）。

要对所有数据成员进行零初始化，只提供数据成员声明，​​不提供类内初始化器，然后使用= {0} 或={} 语法：

struct data_t
{
    int num1;
    int num2;
    int num3;
    int num4;
};

int main()
{
    data_t d3 = { 0 };
    printf("d3.num1 = %i\nd3.num2 = %i\nd3.num3 = %i\nd3.num4 = %i\n\n",
        d3.num1, d3.num2, d3.num3, d3.num4);
}

现在，您的所有数据成员都初始化为0。