该C++代码是GCC编译错误还是存在未定义行为？

首先看问题中的代码：

#include <cstring>

template<typename T>
struct DefaultMsgImpl
{
    DefaultMsgImpl() { memset(this, 0, sizeof(T)); }
};

struct Msg : DefaultMsgImpl<Msg>
{
    int num;
};

int f()
{
    Msg msg{.num = 66};
    return msg.num;
}

这段代码在GCC 13及更早版本中返回0，在MSVC、Clang等编译器中返回66，本质是因为代码存在未定义行为，而非某款编译器存在编译错误。

未定义行为的原因 #

当基类DefaultMsgImpl<Msg>的构造函数执行时，派生类Msg的生命周期尚未开始。根据C++标准，对象的生命周期从其初始化完成（包括所有子对象的初始化）时才启动，在基类构造阶段，派生类的成员还未被初始化，此时操作派生类对象的内存属于访问尚未进入生命周期的对象。

引用C++标准相关条款 #

根据C++标准[basic.life]/1：
一个类型为T的对象的生命周期开始于：(1) 获得了适合T类型的对齐和大小的存储，且(2) 其初始化（如果有的话）完成，包括所有子对象的初始化。

同时[class.cdtor]/1规定：
对于具有非平凡构造函数的对象，在构造函数开始执行前引用该对象的任何非静态成员或基类，会导致未定义行为。类似地，如果对象是具有非平凡析构函数的类类型，且析构函数已开始执行，在构造函数完成执行后引用该对象的任何非静态成员或基类，也会导致未定义行为。

代码问题分析 #

基类构造函数里的memset(this, 0, sizeof(T))中，T是Msg，所以sizeof(T)包含了基类和派生类成员num的内存大小。此时Msg对象的生命周期还没开始，num所在的内存虽然已分配，但直接用memset覆盖这块区域，属于修改尚未完成初始化的派生类成员，完全符合上述标准中未定义行为的范畴。

编译器表现差异的本质 #

未定义行为的核心是C++标准不对程序的行为做任何强制规定，所以不同编译器（甚至同一编译器的不同优化级别）可能产生完全不同的结果：GCC中memset覆盖了后续聚合初始化的num值，返回0；而其他编译器可能因为初始化顺序或优化策略，让聚合初始化的num值覆盖了memset的结果，返回66。这些都是未定义行为的合理表现，没有哪款编译器的行为是"错误"的。

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