C ++ 11奇怪的大括号初始化行为

Question

我不明白C ++ 11大括号初始化规则是如何工作的。 有这个代码：

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;
}

注意，该数组声明有3个元素，但只提供了2个初始值设定项。

然而，它编译没有错误，这听起来很奇怪，因为最后一个数组元素的引用成员将是未初始化的。 实际上，它具有NULL值：

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

现在是“神奇”：我将Position_pod改为Position

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

成为这个：

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

现在它给出了预期的错误：

error: uninitialized const member ‘text_descriptor::constNum'

我的问题：为什么它在第一种情况下编译，何时应该给出错误（如第二种情况）。 区别在于，Position_pod使用C样式的大括号初始化，而Position使用C ++ 11样式初始化，它调用Position的构造函数。 但是，这如何影响将参考成员保持未初始化的可能性？

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

Answer 1

很明显

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

是列表初始化，并且初始化列表不为空。

C ++ 11说（[dcl.init.list] p3）：

列表初始化对象或类型T引用定义如下：

• 如果初始化列表没有元素且T是具有默认构造函数的类类型，则对象是值初始化的。
• 否则，如果T是聚合，则执行聚合初始化（8.5.1）。
• ...

[dcl.init.aggr] P1：

聚合是一个数组或类（第9节），没有用户提供的构造函数（12.1），非静态数据成员（9.2）没有大括号或等于初始值，没有私有或受保护的非静态数据成员（第11条），没有基类（第10条），没有虚函数（10.3）。

td是一个数组，因此它是一个聚合，因此执行聚合初始化。

[dcl.init.aggr] P7：

如果列表中的initializer-clause少于聚合中的成员，则未显式初始化的每个成员都应从空的初始化列表（8.5.4）初始化。

这是这种情况，因此td[2]从空的初始化列表初始化，（[dcl.init.list] p3再次）表示它是值初始化的。

反过来，价值初始化意味着（[dcl.init] p7）：

对值类型T的对象进行值初始化意味着：

• 如果T是一个（可能是cv限定的）类类型（第9条），带有用户提供的构造函数（12.1），...
• 如果T是一个（可能是cv限定的）非联合类类型而没有用户提供的构造函数，那么该对象是零初始化的，如果T的隐式声明的默认构造函数是非平凡的，则调用该构造函数。
• ...

你的类text_descriptor是一个没有用户提供的构造函数的类，所以td[2]首先进行零初始化，然后调用它的构造函数。

零初始化意味着（[dcl.init] p5）：

零初始化 T类型的对象或引用意味着：

• 如果T是标量类型（3.9），...
• 如果T是（可能是cv限定的）非联合类类型，则每个非静态数据成员和每个基类子对象都是零初始化的，并且填充初始化为零位;
• 如果T是（可能是cv认证的）联合类型，......
• 如果T是数组类型，...
• 如果T是引用类型，则不执行初始化。

无论text_descriptor的默认构造函数如何，这都是明确定义的：它只是初始化非引用成员和子成员。

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

对于A类默认构造函数 X是类的构造函数X ，可以不带参数调用。 如果类X没有用户声明的构造函数，则没有参数的构造函数被隐式声明为默认值（8.4）。 隐式声明的默认构造函数是其类的内联公共成员。 如果出现以下情况，则将类X默认默认构造函数定义为已删除：

• ...
• 任何没有大括号或等号初始化程序的非静态数据成员都是引用类型，
• ...

如果默认构造函数不是用户提供的，则默认构造函数是微不足道的，如果：

• 它的类没有虚函数（10.3），也没有虚基类（10.1），和
• 没有类的非静态数据成员有一个大括号或等于初始化器，和
• 它的所有直接基类都有简单的默认构造函数，和
• 对于类类的所有非静态数据成员（或其数组），每个这样的类都有一个普通的默认构造函数。

否则，默认构造函数是非平凡的。

因此，如预期的那样，隐式定义的构造函数被删除， 但如果pos是POD类型（！），它也是微不足道的。 因为构造函数是微不足道的，所以不会调用它。 因为没有调用构造函数，所以它被删除的事实不是问题。

这是C ++ 11中的一个漏洞，已经修复了。 它碰巧已被修复以处理难以访问的普通默认构造函数 ，但固定的措辞也涵盖了删除的普通默认构造函数。 N4140（大致是C ++ 14）在[dcl.init.aggr] p7（强调我的）中说：

• 如果T是一个（可能是cv限定的）类类型而没有用户提供或删除的默认构造函数，那么该对象是零初始化的 ，并且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，该对象是默认初始化的;

正如TC在评论中指出的那样， 另一个DR也发生了变化，因此td[2]仍然是从一个空的初始化列表初始化，但是这个空的初始化列表现在意味着聚合初始化。 反过来，这意味着每个td[2]的成员也从一个空的初始化列表初始化（[dcl.init.aggr] p7），所以似乎从{}初始化了引用成员。

[dcl.init.aggr] p9然后说（正如雷米亚贝尔在一个现已删除的答案中指出的那样）：

如果不完整或空的初始化列表使引用类型的成员未初始化，则该程序格式错误。

我不清楚这适用于从隐式{}初始化的引用，但编译器确实将其解释为这样，并且没有太多其他可能意味着它。

Answer 2

第一个版本（带有_pod后缀的版本）仍然有效，但没有给出错误，因为对于z值，选择了默认值int（0）。 对于const int引用的同义词。

在第二个版本中，如果不为其赋值，则无法定义const引用。 编译器会给您一个错误，因为以后您无法为其分配任何值。

另外，你正在使用的编译器在这里起着重要作用，也许这是一个bug，只是因为你在int成员之前声明了一个类成员。