为什么在此示例中成员未进行零初始化？

Question

这是专门针对 C++11 的：

#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;
}

使用 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 将 b.i 检测为未初始化，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，因为它有基数 class。 Public base classes 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

An aggregate is an array or a class (Clause 9) with no user-provided constructors (12.1), no brace-or-equal initializers for non-static data members (9.2), no private or protected non-static data members (Clause 11), no base classes (Clause 10), and no virtual functions (10.3).

b 正在使用空的 braced-init-list

第 8.5.4 节

List-initialization of an object or reference of type T is defined as follows:
— If the initializer list has no elements and T is a class type with a default constructor, the object is value-initialized.
— Otherwise, if T is an aggregate, aggregate initialization is performed (8.5.1).

这意味着 b 得到值初始化
B 有一个隐式定义的默认构造函数，因此 b 值初始化调用零初始化
b.B::A 被零初始化，b.B::A.i 被零初始化，然后 b.B::j 被零初始化。

第 8.5 节

To zero-initialize an object or reference of type T means:
...
— if T is a (possibly cv-qualified) non-union class type, each non-static data member and each base-class subobject is zero-initialized and padding is initialized to zero bits;

...

To value-initialize an object of type T means:
— if T is a (possibly cv-qualified) class type (Clause 9) with a user-provided constructor (12.1), then the default constructor for T is called (and the initialization is ill-formed if T has no accessible default constructor);
— if T is a (possibly cv-qualified) non-union class type without a user-provided constructor, then the object is zero-initialized and, if T’s implicitly-declared default constructor is non-trivial, that constructor is called.

但是，gcc 似乎只说 b.B::j 将被零初始化。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，它会用一个空列表初始化 b.B::A。 B 当然不是聚合，因为如果我们尝试使用聚合初始化，gcc 会正确地出错。

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

使用 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};

使用 C++17 编译

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 未初始化，因为 B 是一个聚合，而 b.B::A 正在被一个表达式初始化，该表达式本身使 A::i 未初始化。

所以这不是一个聚合。另一个原因是如果 b.B::j 进行零初始化，而 b.B::A 进行值初始化，但我在规范中的任何地方都看不到。

最后一个原因是是否调用了旧版本的标准。来自 cppreference:

2) if T is a non-union class type without any user-provided constructors, every non-static data member and base-class component of T is value-initialized; (until C++11)

在这种情况下，b.B::i 和 b.B::A 都将被值初始化，这将导致此行为，但它被标记为 ”（直到 C++11 )".

Answer 1

没有任何东西正在初始化 i。它不会自动发生。您需要在 -class 或 class 构造函数的初始化列表中对其进行初始化。或者删除您的 non-trivial/user-defined 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，并且该构造函数不会初始化i。

Answer 2

对于任何 class，如果只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。

Answer 3

我也会遇到编译器错误。

我想我们都同意 b 得到值初始化 (8.5.4)
正在使用

value-initialize an object of type T means:
— if T is a (possibly cv-qualified) non-union class type without a user-provided constructor, then the object is zero-initialized and, if T’s implicitly-declared default constructor is non-trivial, that constructor is called.

所以应该发生的是首先零初始化，然后可能会调用默认的ctors
以及定义：

To zero-initialize an object or reference of type T means:
— if T is a (possibly cv-qualified) non-union class type, each non-static data member and each base-class subobject is zero-initialized and padding is initialized to zero bits;

因此应该发生以下情况：

用零填充 sizeof(B)
调用子对象 A 的构造函数，它什么都不做。

我认为这是优化中的错误。比较 -O0 和 -O1 的输出：https://godbolt.org/z/20QBoR. Without optimization the behaviour is correct. Clang on the other hand is correct in both: https://godbolt.org/z/7uhlIi

这个 "bug" 仍然存在于 GCC 中更新的标准标志：https://godbolt.org/z/ivkE5K

但是我假设在 C++20 中 B 是一个 "aggregate" 所以行为成为标准。

为什么在此示例中成员未进行零初始化？

Why is a member not getting zero-initialized in this example?

c++

c++11

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list-initialization