在标准中哪里说U::j的默认成员初始化值应该被编译器忽略？

Question

考虑以下代码片段：

#include <iostream>
union U{
    U(): i(1) {}
    int i;
    int j = 2;    // this default member initializer is ignored by the compiler
};

U u;

int main(){
    std::cout << u.i << '\n';
    std::cout << u.j << '\n';
}

该代码输出 (请参见实时示例)：

1
1

在标准文档中哪里提到了编译器会忽略成员U::j的默认成员初始化器？

请注意，下面的联合体不能编译，根据[class.union.anon]/4，这是可以的。因此我希望上面的代码片段也无法编译。

请参见在线示例：

union U{
    int i = 1;
    int j = 2;
};

- Ayrosa

---

为什么它不能编译？您可以添加另一个构造函数，不初始化i或j，然后将使用默认成员初始化器。 - 463035818_is_not_a_number

Answer 1

在标准中，哪里写到了编译器会忽略成员U::j的默认成员初始化器？请参见C++17 CD中[class.base.init]段落9的第9.1个项目。需要注意的是，您的演示具有未定义行为，因为联合体的活动成员是“i”，但您从“j”读取。这在某些编译器中可以作为一种非标准扩展使用，但在ISO C++中不允许。

- Jonathan Wakely

---

我相信你指的是[class.base.init]/9，但根据这句话：“...如果一个给定的可能构造的子对象没有被mem-initializer-id指定...”，我不认为它适用于上面的代码片段。我还会说，在这种特殊情况下，代码可能不是UB，因为i和j在内存中具有相同的地址并且都具有类型int。 - Ayrosa

@Ayrosa 对于 j，[class.base.init]/9 中的第一个要点不适用，因为“该联合体的任何其他变体成员都没有被 mem-initializer-id 指定”这个条件不满足，所以你会落到第二个要点，即不执行初始化。 - T.C.

@T.C. 我明白你的意思。但第二点说“不执行初始化”，据我所理解，这包括成员i，它被初始化为联合活动成员，正如代码所示。你如何解释这个矛盾？ - Ayrosa

@Ayrosa “不执行任何初始化”是针对可能构造的子对象，即j。这并不涉及到i。 - T.C.

@T.C. 我刚刚验证了，一个类型为 int 的成员根据 [special]/5 满足上述条件。你应该得到这个答案的荣誉。谢谢。 - Ayrosa

Answer 2

请注意，您正在声明一个联合对象，其中所有成员共享同一内存区域 - 成员变量转化为相同数据的不同"类型视图"。

因此，由于成员i和j实际上存储在同一内存位置，您对j执行的任何初始化（使用初始化程序）都将被构造函数设置i所覆盖。

只是为了测试，请从构造函数中删除i的初始化：

#include <iostream>
union U{
    U() {}
    int i;
    int j = 2;    // this initializes both i & j
};

U u;

int main(){
    std::cout << u.i << '\n';
    std::cout << u.j << '\n';   
}

输出结果将是：

2
2

更新： 根据@Ayrosa的评论并且出于好奇，我修改了原始片段以使用函数（而不是常量）来执行一些初始化操作以诱发副作用。

#include <iostream>

int static someStatic()
{
    std::cout << "Initializer was not ignored\n";
    return(2);
}

union U{
    U(): i(1) {}
    int i;
    int j = someStatic();    // this default member initializer is ignored by the compiler
};

U u;

int main(){
    std::cout << u.i << '\n';
    std::cout << u.j << '\n';
}

结果是：

1
1

意思是编译器实际上忽略了对someStatic()的调用。

- Fernando Marcos

---

我的示例和你的不同之处在于，在我的情况下，我试图“激活”联合体的两个成员，而这是被 [class.union.anon]/4 禁止的，而在你的情况下，你只是“激活”了一个合法的成员 j。但与我的预期相反，编译器忽略了使用默认成员初始化器进行的初始化，这类似于非联合类的情况。在这种情况下，[class.base.init]/10（待续）... - Ayrosa

指定默认成员初始化程序应被忽略。我原本期望在联合体中找到类似的东西。 - Ayrosa

我猜检查的方法是在其他地方调用一些函数来设置标志并返回j的预期初始化值（int j=somestatic();）。由于构造函数将有效地更改联合体的两个成员（并销毁j的初始化值），因此唯一的验证编译器是否忽略初始化程序的方法是这种方式。 - Fernando Marcos