类内用未声明成员变量初始化对象为何可编译？C++技术疑问

先看用户提供的代码：

#include <cstdio>

class Test
{
public:
    Test(int param = 42)
    {
        printf("ctor %d\n", param);
        _data = param;
    }
    
private:
    int _data = 0;
};

class Test2
{
    // v在后面才声明，却能在这里使用？
    Test t{ v };
    int v = 333;
};

int main()
{
    Test2 t2;

    // 这段代码却编译失败
    // Test t{ v };
    // int v = 333;

    printf("don't optimize 0x%X\n", &t2);
    
    return 0;
}

用户的疑问：

1. 类Test2中先写Test t{v}再声明int v=333，为什么编译器不报错？
2. 为什么Test的构造函数始终输出0，而不是333？
3. 为什么main中同样的代码顺序会编译失败？

原因解析 #

1. 类内成员初始化的名字查找规则 #

C++标准规定，类的成员初始化器（类内直接初始化成员的语法）中，名字查找会遍历整个类的作用域，而不是只看当前代码行之前的内容。也就是说，哪怕v在Test t{v}之后声明，编译器依然能在整个Test2类的作用域中找到v的名字，因此不会抛出“未声明变量v”的错误。

而函数（比如main）内的局部变量遵循顺序名字查找：必须先声明变量，才能在后续代码中使用。所以main里先写Test t{v}再声明v，编译器找不到v，直接编译报错。

2. 为什么输出0（未定义行为的表现） #

类成员的初始化顺序严格按照它们在类中的声明顺序，和初始化器的书写顺序无关。在Test2中，t的声明在v前面，所以初始化顺序是：

1. 先初始化Test t{v}
2. 再初始化int v=333

当Test的构造函数读取v的值时，v的存储空间已经分配，但它的初始化器（=333）还没执行，此时v属于未初始化状态。读取未初始化的int值属于C++中的未定义行为——标准没有规定此时的值是什么，但很多编译器会将未初始化的栈内存（t2是main中的局部对象，成员存在栈上）填充为0，所以你看到构造函数输出0。哪怕把v声明为const，初始化顺序依然不变，结果还是一样。

如果调换Test2中成员的声明顺序：

int v = 333;
Test t{ v };

此时v先被初始化为333，再用它初始化t，构造函数就会输出预期的333。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者xterminal86