C++ 默认构造函数

Question

给定以下代码：

class temp
{
public:
    string str;
    int num;
};

int main()
{
    temp temp1;
    temp temp2 = temp();

    cout << temp1.str << endl; //Print ""
    cout << temp2.str << endl; //Print ""

    cout << temp1.num << endl; //Print a rand num
    cout << temp2.num << endl; //Print 0
}

这两者之间有什么不同吗？—

temp temp1;

and

temp temp2 = temp();

- onestar

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请问您使用的是哪个编译器？ - Seth Carnegie

我也这么认为。我认为GCC/G++比MSVC++更容易将变量初始化为零，所以这肯定是与编译器有关的。 - Seth Carnegie

Answer 1

temp temp1;

这将在名为temp1的实例上调用temp的默认构造函数。

temp temp2 = temp();

这将在临时对象上调用temp的默认构造函数，然后使用临时对象作为参数调用temp2上的编译器生成的拷贝构造函数(当然，这假设编译器不会省略拷贝; 其取决于您的编译器优化设置)。

至于为什么会得到不同的初始化值，标准的第8.5节是相关的:

8.5 初始化[dcl.init]

段落5: 对类型为T的对象进行零初始化 的意思是:

• 如果T是标量类型(3.9)，则将对象设置为转换为T的值为0（零）;
• 如果T是非联合类类型，则对每个非静态数据成员和每个基类子对象进行零初始化;
• 如果T是联合类型，则对对象的第一个命名数据成员进行零初始化;
• 如果T是数组类型，则对每个元素进行零初始化;
• 如果T是引用类型，则不执行初始化。

对类型为T的对象进行默认初始化的意思是：

• 如果T是非POD类类型（第9条），则调用T的默认构造函数（如果T没有可访问的默认构造函数，则初始化是非法的）;
• 如果T是数组类型，则对每个元素进行默认初始化;
• 否则，对象将被零初始化。

对类型为T的对象进行值初始化的意思是：

• 如果T是带有用户声明的构造函数(12.1)的类类型(clause 9)，那么将调用T的默认构造函数(如果T没有可访问的默认构造函数，则初始化是非法的);
• 如果T是一个非联合类类型且没有用户声明的构造函数，则初始化T的每个非静态数据成员和基类组件的值;
• 如果T是数组类型，则对每个元素进行值初始化;
• 否则，对象将被零初始化。

段落7: 初始化程序为空括号集的对象，即()，应进行值初始化。

第9段：

如果一个对象没有指定初始化器，并且该对象是（可能带有cv限定符的）非POD类类型（或其数组），则该对象应进行默认初始化；如果该对象是const限定类型，则底层类类型必须具有用户声明的默认构造函数。否则，如果未为非静态对象指定初始化器，则该对象及其子对象（如果有）具有不确定的初始值；如果该对象或其任何子对象是const限定类型，则程序是非法的。

12特殊成员函数[special]

第7段：

对于一个类，当它被用于创建其类类型的对象时（1.8），隐式声明的默认构造函数会被隐式定义。隐式定义的默认构造函数执行与该类的空mem-initializer-list（12.6.2）和空函数体的用户编写的默认构造函数将执行的类的初始化集相同。

12.6.2初始化基类和成员[class.base.init]

第4段：

如果给定的非静态数据成员或基类没有被mem-initializer-id命名（包括构造函数没有ctor-initializer的情况），则

• 如果实体是（可能带有cv限定符的）类类型（或其数组）或基类的非静态数据成员，并且实体类是非POD类，则该实体将被默认初始化（8.5）。如果实体是const限定类型的非静态数据成员，则该实体类必须具有用户声明的默认构造函数。
• 否则，该实体未被初始化。如果实体是const限定类型或引用类型，或者是包含（直接或间接地）const限定类型成员的（可能带有cv限定符的）POD类类型（或其数组），则程序是非法的。

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现在规则已经说明，让我们看看它们如何应用：

temp temp1;

temp是一个非POD类型（因为它有一个std::string成员），由于temp1没有指定初始化值，因此将进行默认初始化（8.5/9）。这将调用默认构造函数（8.5/5）。temp具有隐式的默认构造函数（12/7），该函数会对std::string成员进行默认初始化，而int成员则不会被初始化（12.6.2/4）。请注意保留HTML标签。

temp temp2 = temp();

另一方面，临时的 temp 对象会进行值初始化 (8.5/7)，这会对所有数据成员进行值初始化 (8.5/5)，也就是会调用 std::string 成员的默认构造函数，并将 int 成员进行零初始化 (8.5/5)。

当然，如果你不想在五个或更多地方引用标准文档的话，可以确保显式初始化每一个变量 (例如，使用 int i = 0; 或者使用初始化列表)。

- In silico

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@In silico：关于我的回答，似乎MSVC在这种情况下不符合规范？由于没有用户声明的构造函数，因此int temp :: num应该进行零初始化，而不是在第二个示例temp temp2 = temp();中产生随机数字，对吗？或者我哪里错了吗？ - Xeo

@Xeo：一些编译器在§8.5方面并不完全符合标准，我相信我看到了一个与此有关的Microsoft Connect条目。值初始化是C++03中的新内容；我认为MSVC++使用C++98规则来处理§8.5。 - In silico

@Xeo：上面的引用来自C++03标准，而MSVC编译器仍然大多遵循C++98。 - AnT stands with Russia

@In silico: 严格来说，第二次初始化并不会产生一个名为 temp 的临时对象。这是一种 拷贝初始化 的语法，但由于左侧和右侧的类类型相同，因此这种初始化被处理为 直接初始化（参见8.5/14）。没有创建临时对象。请注意，这不是由于省略了临时对象的 拷贝省略 的结果。该临时对象从一开始就不存在。 - AnT stands with Russia

@AndreyT：这正是我感到困惑的一件事情（我已经回滚了我的最后一次编辑）。除了编译器允许省略临时变量之外，我没有看到任何地方说它是一种特殊情况。而且，不需要道歉；无论如何，我都需要更仔细地阅读标准。 :-) - In silico

Answer 2

您的代码行为在很大程度上取决于您使用的编译器。更确切地说，它取决于您的编译器实现哪个版本的语言规范。

对于C++98编译器，这两个声明对被声明对象的最终值具有相同的影响：str成员应变为空，而num成员应包含不可预测的值。在这两种情况下，实际的初始化是由编译器提供的类temp的默认构造函数执行的默认初始化。该默认构造函数初始化str，但保留num未初始化。

对于C++03编译器，行为是不同的。对于temp1对象没有区别（其num仍然不可预测）。但是，temp2初始化处理方式不同。在C++03中，“()”初始化程序触发了新的初始化方式——所谓的“值初始化”。值初始化忽略顶层对象的编译器提供的默认构造函数，并直接作用于其子对象（在本例中为数据成员）。因此，temp2对象通过值初始化有效地初始化，这也将num成员设置为零（除了使用空字符串初始化str）。因此，在C++03编译器中，temp2.num最终为零。

如果在您的实验中，您观察到temp2.num始终为零，则意味着您的编译器在这方面遵循C++03规范。

- AnT stands with Russia

Answer 3

temp temp1;

将创建一个默认初始化的temp对象。由于您没有为temp提供默认构造函数，因此temp的每个成员也将被默认初始化。由于std::string提供了默认构造函数，它会得到正确的初始化并具有明确定义的值。然而，整数会被默认初始化，这是实现定义的，通常是一个随机值。

temp temp2 = temp();

这将首先创建一个初始化为temp的对象。这很重要，因为对象本身是值初始化的，所以它的成员也是值初始化的。对于字符串来说没有关系，因为默认初始化和值初始化是相同的，但对于整数来说就很重要了。值初始化的整数具有值0。
之后，你只需要将这些成员复制到temp2中即可。

此外，这个相关问题可能会对你有所帮助。
编辑：请参见我在@In silico的答案评论中的解释，说明为什么这不适用于MSVC。 :/

- Xeo

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请注意，如果temp有一个用户定义的默认构造函数，那么值初始化将不会将整数数据成员清零。 - Jason

@Jason：如果提供正确的话，它就会起作用 :) temp() : str(), num()。 - Xeo

@Seth：看看我在@In silico的回答中的评论，似乎MSVC在这种情况下只是不符合标准。 - Xeo

@Jason：你从来没有说过不允许显式初始化每个成员。:P 你只是说如果用户提供了构造函数，它仍然不会将整数成员清零。 - Xeo

@Jason：请看@AndreyT对@In silico答案的评论。 - Xeo