C ++ 11奇怪的大括號初始化行為

Question

我不明白C ++ 11大括號初始化規則是如何工作的。 有這個代碼：

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，該數組聲明有3個元素，但只提供了2個初始值設定項。

然而，它編譯沒有錯誤，這聽起來很奇怪，因為最后一個數組元素的引用成員將是未初始化的。 實際上，它具有NULL值：

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

現在是“神奇”：我將Position_pod改為Position

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

成為這個：

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

現在它給出了預期的錯誤：

error: uninitialized const member ‘text_descriptor::constNum'

我的問題：為什么它在第一種情況下編譯，何時應該給出錯誤（如第二種情況）。 區別在於，Position_pod使用C樣式的大括號初始化，而Position使用C ++ 11樣式初始化，它調用Position的構造函數。 但是，這如何影響將參考成員保持未初始化的可能性？

（更新）編譯器：gcc（Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1）4.8.2

Answer 1

很明顯

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

是列表初始化，並且初始化列表不為空。

C ++ 11說（[dcl.init.list] p3）：

列表初始化對象或類型T引用定義如下：

• 如果初始化列表沒有元素且T是具有默認構造函數的類類型，則對象是值初始化的。
• 否則，如果T是聚合，則執行聚合初始化（8.5.1）。
• ...

[dcl.init.aggr] P1：

聚合是一個數組或類（第9節），沒有用戶提供的構造函數（12.1），非靜態數據成員（9.2）沒有大括號或等於初始值，沒有私有或受保護的非靜態數據成員（第11條），沒有基類（第10條），沒有虛函數（10.3）。

td是一個數組，因此它是一個聚合，因此執行聚合初始化。

[dcl.init.aggr] P7：

如果列表中的initializer-clause少於聚合中的成員，則未顯式初始化的每個成員都應從空的初始化列表（8.5.4）初始化。

這是這種情況，因此td[2]從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。

反過來，價值初始化意味着（[dcl.init] p7）：

對值類型T的對象進行值初始化意味着：

• 如果T是一個（可能是cv限定的）類類型（第9條），帶有用戶提供的構造函數（12.1），...
• 如果T是一個（可能是cv限定的）非聯合類類型而沒有用戶提供的構造函數，那么該對象是零初始化的，如果T的隱式聲明的默認構造函數是非平凡的，則調用該構造函數。
• ...

你的類text_descriptor是一個沒有用戶提供的構造函數的類，所以td[2]首先進行零初始化，然后調用它的構造函數。

零初始化意味着（[dcl.init] p5）：

零初始化 T類型的對象或引用意味着：

• 如果T是標量類型（3.9），...
• 如果T是（可能是cv限定的）非聯合類類型，則每個非靜態數據成員和每個基類子對象都是零初始化的，並且填充初始化為零位;
• 如果T是（可能是cv認證的）聯合類型，......
• 如果T是數組類型，...
• 如果T是引用類型，則不執行初始化。

無論text_descriptor的默認構造函數如何，這都是明確定義的：它只是初始化非引用成員和子成員。

然后調用默認構造函數，如果它是非平凡的。 這是默認構造函數的定義方式（[special] p5）：

對於A類默認構造函數 X是類的構造函數X ，可以不帶參數調用。 如果類X沒有用戶聲明的構造函數，則沒有參數的構造函數被隱式聲明為默認值（8.4）。 隱式聲明的默認構造函數是其類的內聯公共成員。 如果出現以下情況，則將類X默認默認構造函數定義為已刪除：

• ...
• 任何沒有大括號或等號初始化程序的非靜態數據成員都是引用類型，
• ...

如果默認構造函數不是用戶提供的，則默認構造函數是微不足道的，如果：

• 它的類沒有虛函數（10.3），也沒有虛基類（10.1），和
• 沒有類的非靜態數據成員有一個大括號或等於初始化器，和
• 它的所有直接基類都有簡單的默認構造函數，和
• 對於類類的所有非靜態數據成員（或其數組），每個這樣的類都有一個普通的默認構造函數。

否則，默認構造函數是非平凡的。

因此，如預期的那樣，隱式定義的構造函數被刪除， 但如果pos是POD類型（！），它也是微不足道的。 因為構造函數是微不足道的，所以不會調用它。 因為沒有調用構造函數，所以它被刪除的事實不是問題。

這是C ++ 11中的一個漏洞，已經修復了。 它碰巧已被修復以處理難以訪問的普通默認構造函數 ，但固定的措辭也涵蓋了刪除的普通默認構造函數。 N4140（大致是C ++ 14）在[dcl.init.aggr] p7（強調我的）中說：

• 如果T是一個（可能是cv限定的）類類型而沒有用戶提供或刪除的默認構造函數，那么該對象是零初始化的 ，並且檢查默認初始化的語義約束 ，如果T有一個非平凡的默認構造函數，該對象是默認初始化的;

正如TC在評論中指出的那樣， 另一個DR也發生了變化，因此td[2]仍然是從一個空的初始化列表初始化，但是這個空的初始化列表現在意味着聚合初始化。 反過來，這意味着每個td[2]的成員也從一個空的初始化列表初始化（[dcl.init.aggr] p7），所以似乎從{}初始化了引用成員。

[dcl.init.aggr] p9然后說（正如雷米亞貝爾在一個現已刪除的答案中指出的那樣）：

如果不完整或空的初始化列表使引用類型的成員未初始化，則該程序格式錯誤。

我不清楚這適用於從隱式{}初始化的引用，但編譯器確實將其解釋為這樣，並且沒有太多其他可能意味着它。

Answer 2

第一個版本（帶有_pod后綴的版本）仍然有效，但沒有給出錯誤，因為對於z值，選擇了默認值int（0）。 對於const int引用的同義詞。

在第二個版本中，如果不為其賦值，則無法定義const引用。 編譯器會給您一個錯誤，因為以后您無法為其分配任何值。

另外，你正在使用的編譯器在這里起着重要作用，也許這是一個bug，只是因為你在int成員之前聲明了一個類成員。