为什么成员在此示例中未进行零初始化？

问题描述 投票：18回答：3

这特别是关于C ++ 11：

#include <iostream>
struct A {
    A(){}
    int i;
};
struct B : public A {
    int j;
};
int main() {
    B b = {};
    std::cout << b.i << b.j << std::endl;
}

用g ++ 8.2.1编译：

$ g++ -std=c++11 -pedantic-errors -Wuninitialized -O2 a.cpp
a.cpp: In function ‘int main()’:
a.cpp:25:25: warning: ‘b.B::<anonymous>.A::i’ is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]
     std::cout << b.i << " " << b.j << std::endl

gcc正在检测b.i是未初始化的，但我认为它应该与b.j一起进行零初始化。

我相信正在发生的事情（特别是C ++ 11，来自ISO / IEC工作草案N3337，强调我的）：

  • B不是聚合，因为它有一个基类。公共基类只允许在C ++ 17的聚合中使用。
  • A不是聚合，因为它有一个用户提供的构造函数

第8.5.1节

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）没有大括号或相等的初始值，没有私有或受保护的非静态数据成员（子句） 11），没有基类（第10条），也没有虚函数（10.3）。

  • b正在使用空的braced-init-list初始化列表

第8.5.4节

列表初始化对象或类型T的引用定义如下： - 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，则对象将进行值初始化。 - 否则，如果T是聚合，则执行聚合初始化（8.5.1）。

  • 这意味着b得到了价值初始化
  • B有一个隐式定义的默认构造函数，所以b值初始化调用零初始化
  • b.B::A得到零初始化，使b.B::A.i归零，然后b.B::j得到零初始化。

第8.5节

零初始化T类型的对象或引用意味着： ... - 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;

...

对值类型T的对象进行值初始化意味着： - 如果T是具有用户提供的构造函数（12.1）的（可能是cv限定的）类类型（第9节），则调用T的默认构造函数（如果T没有可访问的默认构造函数，则初始化是错误的）; - 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。

然而，看起来gcc说只有b.B::j才会被零初始化。为什么是这样？

我能想到的一个原因是，如果B被视为一个聚合，它会用空列表初始化b.B::A。但是，B肯定不是聚合，因为如果我们尝试使用聚合初始化，gcc就会出错。

// ... as in the above example
int main() {
    B b = {A{}, 1};
    std::cout << b.i << " " << b.j << std::endl;
}

用C ++ 11编译

$ g++ -std=c++11 -pedantic-errors -Wuninitialized -O2 a.cpp
a.cpp: In function ‘int main()’:
a.cpp:10:18: error: could not convert ‘{A(), 1}’ from ‘<brace-enclosed initializer list>’ to ‘B’
     B b = {A{}, 1};

用C ++编译17

g++ -std=c++17 -pedantic-errors -Wuninitialized -O2 a.cpp
a.cpp: In function ‘int main()’:
a.cpp:11:25: warning: ‘b.B::<anonymous>.A::i’ is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]
     std::cout << b.i << " " << b.j << std::endl;

我们可以看到b.i是未初始化的，因为B是一个聚合体，而b.B::A正在被一个表达式初始化，这个表达本身会使A::i未初始化。

所以它不是聚合。另一个原因是如果b.B::j被零初始化，并且b.B::A正在进行价值初始化，但我没有在规格中看到任何地方。

最后一个原因是如果调用旧版本的标准。来自cppreference：

2）如果T是不带任何用户提供的构造函数的非联合类类型，则T的每个非静态数据成员和基类组件都是值初始化的; （直到C ++ 11）

在这种情况下，b.B::i和b.B::A都将进行值初始化，这会导致此行为，但标记为“（直到C ++ 11）”。

c++ c++11 initialization language-lawyer list-initialization
3个回答
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我也会使用编译器错误。

  • 我想我们都同意b得到价值初始化（8.5.4）
  • 运用 value-initialize类型为T的对象意味着： - 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。 所以应该首先进行零初始化，然后调用默认ctors
  • 并定义： 零初始化T类型的对象或引用意味着： - 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;

因此，应该发生以下情况：

  1. 用零填充sizeof(B)
  2. 调用没有任何作用的子对象A的构造函数。

我认为这是优化中的一个错误。将-O0的输出与-O1：https://godbolt.org/z/20QBoR进行比较。没有优化，行为是正确的。另一方面，Clang在两个方面都是正确的：https://godbolt.org/z/7uhlIi

这个“bug”仍然存在于GCC中的新标准标志：https://godbolt.org/z/ivkE5K

但是我假设在C ++ 20中B是一个“聚合”，所以行为成为标准。

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对于任何类，如果有一个用户定义的构造函数，则必须使用它，并且A(){}不会初始化i。

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什么都没有初始化i。它不会自动发生。您需要在类中或在类构造函数的初始化列表中初始化它。或者删除你的非平凡/用户定义的构造函数（或= default它，这使它变得微不足道）。

编译器正在使用您提供的构造函数，并且ctor没有初始化i。

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