为何C++数组初始化器需单独声明变量才能正常工作？

以下C++代码编译无错误或警告，但打印foo.arr的内容时会得到垃圾值，数组成员未被正确初始化：

template<int n> class C{
  public:
  const uint8_t (&arr)[n];
  const int length = n;
  C(const uint8_t (&arr_arg)[n]):arr(arr_arg)
  {}
};

int main() {
    C<5> foo{{1,2,3,4,5}};
    for(int i =0;i<foo.length;i++){      
      printf("foo.arr[%d]=%2x\r\n",i,foo.arr[i]);
    };
}

而下面的写法中，打印foo.arr能得到正确初始化的结果：

template<int n> class C{
  public:
  const uint8_t (&arr)[n];
  const int length = n;
  C(const uint8_t (&arr_arg)[n]):arr(arr_arg)
  {}
};

int main() {
    const uint8_t x[]{1,2,3,4,5};
    C<5> foo{x};
    for(int i =0;i<foo.length;i++){      
      printf("foo.arr[%d]=%2x\r\n",i,foo.arr[i]);
    };
}

核心原因：临时对象的生命周期差异 #

• 第一种写法里，{{1,2,3,4,5}}会触发编译器创建一个临时的const uint8_t[5]数组。根据C++标准，这种临时对象的生命周期仅持续到构造函数调用完成的那一刻——也就是foo对象初始化完毕后，这个临时数组就会被销毁。而foo.arr是对这个临时数组的引用，后续访问foo.arr时，原内存已经被释放或覆盖，自然会读出垃圾值。
• 第二种写法里，x是main函数作用域内的局部变量，它的生命周期和foo完全一致，都会持续到main函数执行结束。foo.arr引用的是x，打印时x仍处于有效生命周期内，所以能正确读取数组内容。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user4574