嵌套列表（字符串的向量列表）初始化失败

Question

这段代码：

#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>

class MyClass
{
public:
  MyClass(const std::vector<std::vector<std::string>> & v)
  {
    std::cout << "Vector of string vectors size: " << v.size() << "\n";

    for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
      std::cout << "Vector #" << i << " has size " << v[i].size() << "\n";
  }
};

int main()
{
  MyClass({ { "a" } }); // <--- ok
  MyClass({ { "a", "b" } }); // <--- PROBLEM
  MyClass({ { std::string("a"), "b" } }); // <--- ok
  MyClass({ { "a", "b", "c" } }); // <--- ok
  MyClass({ { "a" },{ "c" } }); // <--- ok
  MyClass({ { "a", "b" },{ "c", "d" } }); // <--- ok
}

输出结果如下（Visual Studio 2017）：

Vector of string vectors size: 1
Vector #0 has size 1
Vector of string vectors size: 4
Vector #0 has size 97
Vector #1 has size 0
Vector #2 has size 0
Vector #3 has size 0
Vector of string vectors size: 1
Vector #0 has size 2
Vector of string vectors size: 1
Vector #0 has size 3
Vector of string vectors size: 2
Vector #0 has size 1
Vector #1 has size 1
Vector of string vectors size: 2
Vector #0 has size 2
Vector #1 has size 2

所以，除了一个包含两个字符串的向量中只有一个向量的情况外，它在所有情况下都可以正常工作。如果我们从其中一个字符串字面值显式构造std :: string，则也适用于上述情况。如果两者都只是普通的字符串字面值，则编译器似乎会“混淆”，并构造一个包含97个字符串的4项向量。请注意，97是“a”的字符代码。

我猜我的问题是，编译器应该将这种有问题的构造解释为我期望的方式，还是初始化嵌套列表的这种代码是错误的？

- Urmas Rahu

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值得一提的是，g++ 6.4.0 报错："error: call of overloaded 'MyClass(<brace-enclosed initializer list>)' is ambiguous"。 - molbdnilo

我尝试了几个编译器...但它们都返回一个模糊的错误。 - YesThatIsMyName

请注意，void f(MyClass); f({{"a", "b"}}); 不是二义性的，但会调用 MyClass 的复制构造函数... - Holt

Answer 1

MyClass({{"a", "b"}}) 中的内部向量是使用范围构造函数创建的：

template <class InputIterator>
  vector (InputIterator first, InputIterator last, const allocator_type& alloc = allocator_type());

发生这种情况是因为{ "a", "b" }被解释为一对原始指针，而不是std::initializer_list<std::string>。

- Valery Kopylov

Answer 2

进入调试器，查看有问题的构造函数，发现VC++选择了接受两个迭代器（在这种情况下是const char*）作为参数的vector<vector<int>>构造函数。
也就是说，它将构造函数看作是

std::vector<std::vector<std::string>> {"a", "b"}

当两个指针不属于同一数组时，这当然会导致未定义的行为。

另外需要注意的是，g++ 编译了以下两个：

std::vector<std::vector<std::string>> as{{"a", "b"}};
std::vector<std::vector<std::string>> bs{"a", "b"};

但是在后一种情况下会崩溃，而前一种情况表现正常。 VC++编译器按照你所期望的方式编译双括号变量构造，因此我怀疑(希望)这是VC++的一个bug。

- molbdnilo

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这是VC正确的罕见情况。由于UB被调用，VC可以输出完全符合C++20标准的VC2020源代码，并且仍然是正确的。 - YSC

@YSC 行为是未定义的，但编译器不应该像clang和g++那样对构造函数发出模棱两可的调用吗？ - Holt

感谢您的回复。请注意，如果我只是像这样构建一个向量，std::vector<std::vectorstd::string> v2({ { "a", "b" } });（就像您的答案一样），它可以正常工作，您将获得一个包含两个字符串的向量的向量。问题仅在使用此初始化列表构造另一个类时才会发生。 - Urmas Rahu

@Holt，那不是我的意图。我认为UB的定义本身就回答了你的问题。一旦达到UB，其他任何事情都无关紧要。显然，在UB之后的代码是未定义的，但在它之前的代码也是有毒的。标准没有强制要求，因此即使程序因其他问题而不合法，编译器也不需要发出错误或警告。 - YSC

@YSC 我同意，但必须涉及UB，并且在进行过载解析并选择了UB构造函数之前，不涉及UB代码（否则，大多数C++代码都将是UB）。对我来说，现在不清楚1）MSVC是否正确（即，UB构造函数是更好的匹配），在这种情况下代码是UB，2）clang和g++是否正确，调用是模棱两可的，3）没有一个是正确的，应该调用第一个构造函数。 - Holt

Answer 3

我已经找到了一个解决方法，可以避免使用VC++时出现的未定义行为。您可以定义第二个构造函数，如下所示：

MyClass(const std::vector<std::vector<int>> &)
{
}

接下来是可能引起问题的代码行：

MyClass({ { "a", "b" } }); // <--- PROBLEM

代码将不再编译并会给出“构造函数重载决议不明确”的错误提示，指向问题所在。您可以将字面值强制转换为std::string以解决此问题。

- Urmas Rahu