C++11奇怪的花括号初始化行为

Question

C++11奇怪的花括号初始化行为

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我不明白C++11中大括号初始化规则在这里是如何工作的。有以下代码：

struct Position_pod {
    int x,y,z;
};

class Position {
public:
    Position(int x=0, int y=0, int z=0):x(x),y(y),z(z){}
    int x,y,z;
};

struct text_descriptor {
    int             id;
    Position_pod    pos;
    const int       &constNum;
};

struct text_descriptor td[3] = {
     {0, {465,223}, 123},
     {1, {465,262}, 123},
};

int main() 
{
    return 0;
}

请注意，该数组被声明为拥有3个元素，但仅提供了2个初始值。

然而，它在编译时没有错误，这听起来很奇怪，因为最后一个数组元素的引用成员将未初始化。实际上，它具有NULL值：

(gdb) p td[2].constNum 
$2 = (const int &) @0x0: <error reading variable>

现在来看看“魔法”：我将Position_pod更改为Position

struct text_descriptor {
    int             id;
    Position_pod    pos;
    const int       &constNum;
};

变成这个样子：

struct text_descriptor {
    int             id;
    Position        pos;
    const int       &constNum;
};

现在它会给出预期的错误：

error: uninitialized const member ‘text_descriptor::constNum'

我的问题是：为什么在第一种情况下编译通过，而在第二种情况下应该会出现错误。区别在于，Position_pod 使用了 C 风格的花括号初始化方式，而 Position 使用了 C++11 的初始化方式，这会调用 Position 的构造函数。但这如何影响未初始化引用成员的可能性？

（更新）编译器： gcc (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1) 4.8.2

- Nuclear

9

编译器版本很重要。Clang 3.5和GCC 4.9.2无法编译此代码。 - user3920237

1

MSVC 2013 也无法编译这个。 - Ivan Aksamentov - Drop

4

不过，GCC 4.9.2 可以通过 -std=c++03 编译它。 - user743382

2

@PavelOganesyan：在那个类中有一个默认构造函数。 - Mike Seymour

2

请找一位语言律师。 - Ivan Aksamentov - Drop

显示剩余4条评论

2个回答

-1

第一个版本（带有_pod后缀的版本）仍然可用，但不会报错，因为对于z值，选择了int的默认值（0）。const int引用也是如此。

在第二个版本中，您无法定义一个没有给定值的const引用。编译器会报错，因为之后不能给它赋任何值。

此外，你使用的编译器在这里扮演了重要的角色，可能是一个bug，只是因为你在声明一个类成员前声明了一个int成员。

- madduci

2

但是两个版本都试图在没有给它赋值的情况下初始化引用。问题是关于数组的初始化器数量，而不是每个数组元素的“Position”成员。（回答您的问题：演示编译器的行为如何随着将该成员的类型从POD更改为非POD而发生变化。） - Mike Seymour

@MikeSeymour 这是一个编译器问题。而且你在结构体中还包含了一个类。如果你保持结构简单，或者在第一个结构中使用构造函数会更好。 - madduci

1

“这似乎是编译器的问题。”但是你的回答并没有说那个，而且似乎在说第一个版本是正确的，尽管它实际上不是。 - Mike Seymour

可能是一个排序错误，因为你在 int 之前定义了一个类成员。 - madduci

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- user743382 · Accepted Answer

很明显

struct text_descriptor td[3] = {
     {0, {465,223}, 123},
     {1, {465,262}, 123},
};

这是列表初始化，并且初始化器列表不为空。

C++11 规定 ([dcl.init.list]p3)：

列表初始化一个类型为 T 的对象或引用的定义如下：

如果初始化器列表没有元素并且 T 是具有默认构造函数的类类型，则该对象将进行值初始化。
否则，如果 T 是聚合体，则执行聚合初始化(8.5.1)。
...

[dcl.init.aggr]p1:

聚合体是一个数组或类（第9条）没有用户提供的构造函数（12.1），非静态数据成员没有花括号或等号初始化器（9.2），没有私有或保护的非静态数据成员（第11条），没有基类（第10条），以及没有虚函数（10.3）。

td是一个数组，因此它是一个聚合体，因此执行聚合初始化。

[dcl.init.aggr]p7:

如果在初始化列表中的成员少于聚合体中的成员，则未明确初始化的每个成员必须从空初始化列表(8.5.4)初始化。这里就是这种情况，所以td[2]从一个空的初始化器列表初始化，这意味着它是值初始化。（再次参见[dcl.init.list]p3）。

而值初始化又意味着（[dcl.init]p7）：

对于类型为T的对象进行值初始化意味着：

如果T是具有用户提供构造函数的（可能带有cv限定符的）类类型（第9条），...

如果T是没有用户提供构造函数的（可能带有cv限定符的）非共用体类类型，则该对象将被零初始化，并且如果T的隐式声明默认构造函数是非平凡的，则调用该构造函数。

...

您的类text_descriptor是一个没有用户提供构造函数的类，因此td[2]首先被零初始化，然后调用它的构造函数。

零初始化意味着（[dcl.init]p5）：

要将类型为T的对象或引用“零初始化”意味着： - 如果T是标量类型（3.9），... - 如果T是（可能带有cv限定符的）非联合类类型，则对于每个非静态数据成员和每个基类子对象进行零初始化，并将填充初始化为零位； - 如果T是（可能带有cv限定符的）联合类型，则... - 如果T是数组类型，则... - 如果T是引用类型，则不执行任何初始化。

这是明确定义的，无论text_descriptor的默认构造函数如何：它只是将非引用成员和子成员进行零初始化。

然后调用默认构造函数，如果它是非平凡的。这里是默认构造函数的定义（[special]p5）：

一个类X的默认构造函数是一个可以不用参数调用的类X的构造函数。如果类X没有用户声明的构造函数，则将隐式声明一个没有参数的构造函数为默认值(8.4)。隐式声明的默认构造函数是其类的内联公共成员。如果类X的默认构造函数被定义为删除，则定义为删除：任何没有花括号或等号初始化器的非静态数据成员为引用类型，... 如果它不是由用户提供并且符合以下条件，则默认构造函数是平凡的：其类没有虚函数(10.3)和虚基类(10.1)，其类的所有直接基类都有平凡的默认构造函数，并且对于其类的所有非静态数据成员(或数组)中的类类型，每个这样的类都有一个平凡的默认构造函数。否则，默认构造函数是非平凡的。

因此，预期的隐式定义构造函数被删除了，但如果pos是POD类型，则它也是平凡的。由于构造函数是平凡的，所以不会被调用。因为构造函数没有被调用，所以它被删除的事实并不是一个问题。

这是C++11中的一个巨大漏洞，后来已经得到修复。修复主要是为了解决无法访问的平凡默认构造函数，但修复的措辞也适用于已删除的平凡默认构造函数。N4140（大致相当于C++14）在[dcl.init.aggr]p7中指出（重点在于“我的”）：如果T是一个（可能是cv限定的）类类型，没有用户提供或删除的默认构造函数，则对象被零初始化，并检查默认初始化的语义约束，如果T有一个非平凡的默认构造函数，则对象被默认初始化；

如评论中 T.C. 指出的那样，另一个DR 也作出了更改，使得 td[2] 仍然从空初始化器列表初始化，但是这个空初始化器列表现在意味着聚合初始化。这反过来又意味着 td[2] 的每个成员都会从一个空初始化器列表初始化（再次参见 [dcl.init.aggr]p7），因此似乎会使用 {} 初始化引用成员。

[dcl.init.aggr]p9 随后指出（正如 remyabel 在一篇已被删除的答案中所指出的）：

如果不完整或空的 初始化器列表 未对引用类型的成员进行初始化，则程序是不合法的。

我不确定这是否适用于从隐式 {} 初始化的引用，但编译器确实将其解释为这种情况，并且没有其他可能的解释。