"Incomplete" 对象实例化和输出行为

Question

下面的代码是如何工作的？

#include <cstdio>

template<class T>
T x = T{};

void foo()
{
    class Test
    {
    public:
        Test() { std::printf("Test::Test\n"); }
    };

    Test t = x<Test>;
}


int main()
{
    std::printf("main\n");
}

输出

Test::Test
main

Live example

为什么它首先打印 Test::Test 而不是 main？
它依赖于哪个标准？它只是 C++1z 吗？我找不到相关的提案。可以给我一个link吗？
此代码中的 x 是什么以及 Test t = x<Test> 赋值实际上是如何工作的？

此外，如果我将 std::printf 调用更改为 std::cout，整个程序就会崩溃：

#include <iostream>

template<class T>
T x = T{};

void foo()
{
    class Test
    {
    public:
        Test() { std::cout << "Test::Test\n"; }
    };

    Test t = x<Test>;
}


int main()
{
    std::cout << "main\n";
}

输出

Segmentation fault      (core dumped) ./a.out

Live example

为什么？

Answer 1

正如其他人已经提到的，您使用了变量模板。

如果我没记错的话，变量模板类似于这样的东西：

template<class T>
struct X {
    static T x;
};

template<class T>
T X<T>::x = T{};

然后你使用它，就像这样：

void foo() {
    class Test {
    public:
        Test() { std::printf("Test::Test\n"); }
    };

    Test t = X<Test>::x;
}

如果您尝试这样做，您将看到相同的结果：coliru。

模板在foo中实例化，并发出初始化静态成员的代码。此初始化发生在 main 运行之前，因此您会看到 Test::Test 首先打印出来。

至于初始化发生，尽管使用变量的代码从未被调用 - 我假设编译器可以尝试推理 foo 从未被调用整个程序，Test 是一个本地 class，其类型不会转义 foo，因此使实例化 X<Test>::x 对其他任何人都无法访问，并决定将其删除...

...但我想这在 link 时需要一些努力，而且我没有看到标准强制要求这种行为。

此外，我不确定 compiler/linker 是否允许删除非局部变量的初始化，如果该初始化有副作用。

"Incomplete" 对象实例化和输出行为

"Incomplete" object instantiation and output behavior

c++

c++17