初始化值少于成员数时，Aggregate Initialization的规则及例外如何理解？

问题背景 #

根据文档所述：

初始化列表中缺少初始化器
当对一个聚合类型进行初始化，但初始化值的数量少于成员数量时，所有剩余成员将通过空初始化列表进行初始化。在大多数情况下，这会对这些成员执行value-initialization（值初始化）。

有以下疑问：

1. 如何正确理解这一规则？剩余成员是如何通过空初始化列表进行初始化的？
2. 文档提到“在大多数情况下”会执行值初始化，哪些情况不属于这种情况？
3. 以下示例代码的输出是否始终为0？

#include <iostream>

struct S {
  int a;
  int b;
};

int main() {
  S s = { 0 }; 
  S s1{ 0 }; 
  //the output will be always zeros?
  std::cout<<"s.a = " <<s.a <<", s.b = " <<s.b<<std::endl;
  std::cout<<"s1.a ="<<s1.a<<", s1.b ="<<s1.b<<std::endl; 
}

解答 #

1. 规则理解与剩余成员的初始化方式 #

当聚合类型（比如示例里的struct S）用数量不足的初始化列表初始化时，未被显式赋值的成员会被空初始化列表初始化——这等价于对这些成员单独进行值初始化操作。

具体来说：

• 对于int这类内置基础类型，值初始化会直接将其设为0；
• 对于有默认构造函数的类类型成员，会调用它的默认构造函数完成初始化；
• 如果成员是数组，会对数组的每个元素执行值初始化。

2. 不执行值初始化的例外情况 #

只有两类例外场景，此时空初始化列表初始化不会触发值初始化，直接导致编译错误：

• 成员为引用类型：引用必须绑定到具体对象，空初始化列表无法完成绑定；
• 成员是const限定的非类类型且无默认初始化器：const修饰的基础类型没有默认构造，无法通过空列表完成初始化。

举两个错误示例：

// 包含引用成员的聚合，编译报错
struct RefS {
  int& ref;
  int a;
};
RefS rs{some_int}; // 错误：ref被空列表初始化，但引用必须绑定对象

// 包含const非类成员的聚合，编译报错
struct ConstS {
  const int c;
  int a;
};
ConstS cs{1}; // 错误：a被空列表初始化时，const int无法完成值初始化

3. 示例代码的输出 #

示例中的struct S成员都是普通int，属于内置基础类型。不管是S s = {0};（拷贝初始化）还是S s1{0};（直接列表初始化），未被显式赋值的s.b和s1.b都会被值初始化为0。所以代码的输出始终是0，具体输出内容为：

s.a = 0, s.b = 0
s1.a =0, s1.b =0

内容的提问来源于stack exchange，提问作者John