为什么聚合结构可以使用大括号初始化，但不能使用与大括号初始化中相同的参数列表进行嵌入式初始化？

Question

看起来像是这段代码：

#include <string>
#include <vector>

struct bla
{
    std::string a;
    int b;
};

int main()
{
    std::vector<bla> v;
    v.emplace_back("string", 42);
}

在这种情况下可能可以使其正常工作，但它没有（我理解原因）。给bla一个构造函数可以解决这个问题，但会移除类型的聚合性，这可能会产生深远的影响。

这在标准中是一个疏忽吗？还是我没有考虑到某些情况，这可能会让我掉进坑里，或者它并不像我想象的那么有用？

- rubenvb

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长话短说：emplace_back（以及所有类似的转发工厂函数，如std::make_unique）始终使用括号来构造对象。为什么会这样，我不知道。 - Quentin

@Quentin 这与参数的完美转发有关。如果可能的话，我认为会有一个SFINAE技巧来实现这一点，否则可以使用花括号初始化，这也适用于聚合体。 - rubenvb

在聚合结构/类上，创建对象的中间副本并将其插入向量之前通常不会太糟糕，因为大多数操作可以内联。因此，v.push_back(bla { "string", 42 }); 可用于从C++11到C++17的C++标准。从C++20开始，v.emplace_back("string", 42); 就能正常工作了。 - Kai Petzke

Answer 1

这是标准中的疏忽吗？

这被认为是标准中的缺陷，追踪编号为LWG＃2089，已由C ++ 20解决。在那里，构造函数语法可以对聚合类型执行聚合初始化，只要提供的表达式不会调用复制/移动/默认构造函数。由于所有形式的间接初始化（push_back、in_place、make_*等）都明确使用构造函数语法，因此它们现在可以初始化聚合体。

在C++20之前，很难找到一个好的解决方案。

根本问题在于您不能随意使用大括号初始化列表。具有构造函数的类型的列表初始化实际上可以隐藏构造函数，从而某些构造函数可能无法通过列表初始化调用。这就是vector<int> v {1,2};问题。这将创建一个2个元素的vector，而不是仅包含2的1个元素的vector。

因此，在像allocator::construct这样的通用环境中，您不能使用列表初始化。

这就带来了：

我认为如果可能的话，应该有SFINAE技巧来解决这个问题，否则就退而求其次，使用也适用于聚合体的大括号初始化。

那需要使用C++17的is_aggregate类型特征。但这里有个问题：你需要将这个SFINAE技巧传播到所有使用间接初始化的地方，包括any/variant/optional的in_place构造函数和插入操作、make_shared/unique调用等，这些都没有使用allocator::construct。

而且这还不包括用户代码中需要进行间接初始化的情况。如果用户没有像C++标准库一样进行相同的初始化，人们会感到不满。

这是一个棘手的问题，解决办法不会将间接初始化API分为允许聚合体和不允许聚合体的组。有许多可能的解决方案，但没有一种是理想的。

语言解决方案是最好的解决办法。

- Nicol Bolas

Answer 2

23.2.1/15.5

如果 T 可以使用 args 在 X 中进行 EmplaceConstructible 的话，这意味着以下表达式是良构的：

allocator_traits<A>::construct(m, p, args)

23.2.1/15

[注：容器会调用 allocator_traits<A>::construct(m, p, args) 使用 args 在 p 上构造一个元素。默认情况下，std::allocator 中的默认构造函数将调用 ::new((void*)p) T(args)，但专门的分配器可能会选择不同的定义。—end note]

因此，默认分配器使用构造函数，更改此行为可能会导致向后兼容性丢失。您可以在此答案中阅读更多信息：https://dev59.com/RWoy5IYBdhLWcg3wFqJT#8783004。

还有一个问题"Towards more perfect forwarding"，以及一些关于其未来的随机讨论。

- DAle

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我不明白从阅读链接的答案中如何得出“更改此行为可能会导致向后兼容性丢失”的结论。您能详细说明一下吗？ - rubenvb

@rubenv 我从原始来源(http://cplusplus.github.io/LWG/lwg-active.html#2089)中获取了这个信息："将`std::allocator<T>::construct更改为使用列表初始化将会在其他方面优先考虑std::initializer_list`构造函数重载，以一种不直观且无法修复的方式破坏有效代码..."。 - DAle

这似乎是一个不太合格的陈述。只有在非列表初始化调用不可能时，它才能使用列表初始化。嗯，我想这不是讨论这个问题的地方。 - rubenvb

它似乎确实是所建议的解决方案。但从更大的方面来看，这只是次优的。 - rubenvb