std::initializer_list，花括号初始化和头文件

Question

在阅读其他主题时，我遇到了一种奇怪的行为，至少对我来说是这样。 这个想法源于 auto 和大括号之间的特殊交互。如果你写下以下代码：

auto A = { 1, 2, 3 }

编译器会将A 推导为std::initializer_list。奇怪的是，类似的规则不仅适用于auto，其中可能会有特殊原因，而且也适用于其他情况。

如果你写下以下内容：

template<typename T>
void f(std::vector<T> Vector)
{
    // do something
}

当然你不能这样调用:

f({ 1, 2, 3});

尽管可以使用花括号初始化std::vector，但如果您将std::vector替换为std::initializer_list，则调用将起作用，并且编译器将正确推断T类型为int。更有趣的是，在前一种情况下，您需要包括#include <vector>，而在后一种情况下，您不需要#include <initializer_list>。这让我思考，经过测试后，我发现某种程度上std::initializer_list不需要自己的头文件，因此它在某种程度上是“基本”功能的一部分。

此外，为了使一切都有意义，std::initializer_list应该以更或多或少相同的方式将标准对象与可调用对象（在最严格的意义上，即具有operator()的对象）联系起来。换句话说，未命名的花括号定义应默认为std::initializer_list，就像lambda（大多数情况下）是未命名的可调用对象一样。

这种推理正确吗？此外，这种行为是否可以更改，如果可以，如何更改？

更新：发现从iostream中中转地包含了initializer_list的头文件（非常奇怪）。但是，问题仍然存在：为什么对于std::initializer_list调用有效，而对于std::vector不起作用？

- Andrea Bocco

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使用初始化列表的程序，但不包括<initializer_list>头文件是不完整的。例如，GCC会报错：无法推断初始化列表的类型，因为未找到std::initializer_list；请包含<initializer_list>。 - Evg

你的函数问题在于它是一个模板，它将模板参数T推断为initializer_list，而vector不能容纳它。如果你只是写成了void f(std::vector<int> v)，那么调用f({1,2,3});就可以正常工作了。我记得Scott Myers曾经谈到过initializer_list以及它与auto和vector之间的奇怪交互，但我需要看看是否能找到相关内容。 - Tas

c++11 - C++标准库中哪些头文件保证会包含另一个头文件？- Stack Overflow - user202729

Answer 1

如果我们使用std::initializer_list，却没有包含initializer_list头文件，则其形式不正确（因此需要进行诊断）。我们可以从[dcl.init.list]p2中看到：

……模板std::initializer_list未预定义；如果在使用std::initializer_list之前未包含头文件<initializer_list>——即使是未命名类型的隐式使用（9.1.7.4）——则程序形式不正确。

大多数情况下，您可能会传递地包含头文件，这是形式正确的，但会使代码更加脆弱，因此请包含您使用的内容。

我们可以从现场godbolt示例中看到，如果没有包含任何内容，我们将获得所需的诊断信息，例如gcc/clang/MSVC：

error: use of undeclared identifier 'std'    
void foo( std::initializer_list<int>) {
          ^

我需要翻译的内容是：

包括<vector>或<iostream>，我们不再获得诊断。

[temp.deduct.type]p5解释了为什么它不能像您期望的那样推导出来，告诉我们这是一个非推导上下文：

The non-deduced contexts are:
...
- A function parameter for which the associated argument is an initializer list ([dcl.init.list]) but the parameter does not have a type for which deduction from an initializer list is specified ([temp.deduct.call]).> [ Example:

template<class T> void g(T);
g({1,2,3});                 // error: no argument deduced for T

— end example  ]
...

请参阅[temp.deduct.call]p1:

... 否则，初始化器列表参数将导致将参数视为不能推断的上下文（[temp.deduct.type]）...

- Shafik Yaghmour

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这是一种可能性，但我只包含了iostream和VS项目中的内置头文件，不应该包含任何其他间接内容。 - Andrea Bocco

@AndreaBocco 是的，包括 iostream 和 vector，看这个 live godbolt ... 如果你注释掉这些包含语句，你会得到一个诊断信息。 - Shafik Yaghmour

是的，您说得没错，头文件会被传递包含。不过，问题的另一“半部分”仍然存在：为什么将花括号初始化器传递给向量函数时不起作用，而对于初始化列表确实可以起作用？ - Andrea Bocco

@AndreaBocco 抱歉，之前没有清楚地看到有两个问题，我已经更新回答了。 - Shafik Yaghmour

Answer 2

你可能是从<vector>或<iostream>中传递地包含头文件，需要注意的是，标准明确强制执行非推导上下文对于std::vector情况。

[temp.deduct.type]/p5

不推导的上下文包括：

...

• 一个函数参数，其相关联的参数是初始化列表（[dcl.init.list]），但该参数没有指定从初始化列表进行推导的类型（[temp.deduct.call]）。

参见cppreference ex.6

- Marco A.

Answer 3

C++的在线参考文档<vector>显示，<initializer_list>已经包含在其头文件中。

GCC实现的<vector>包括<initializer_list>。其他实现也可能是如此。这就是为什么您不必单独包含<initializer_list>的原因。

请查看GCC 4.6.2的源代码，其中包括<initializer_list>在<vector>头文件中。 https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.6.2/libstdc++/api/a01069_source.html

- P.W