依赖零初始化堆初始化POD成员是否为定义良好的行为？

结论先行：无论底层堆实现是否保证零初始化内存，依赖这一点来让POD结构体成员自动为零的行为都是未定义的，你代码中的两个assert均不属于定义良好的行为，具体依据C++标准分析如下：

1. 默认初始化的核心规则 #

根据C++标准[dcl.init]章节规定：

对于无用户声明构造函数的类类型（如示例中的struct S），默认初始化不执行任何初始化操作；对于非类类型的成员（如S::i），默认初始化会使其值变为不确定值。

同时，[basic.indet]章节明确：

读取不确定值的行为属于未定义行为（针对无符号字符类型的读取除外）。

第一个代码场景分析 #

void* backing_mem = std::aligned_alloc(alignof(S), sizeof(S));
std::memset(backing_mem, 0, sizeof(S));
S* s = new (backing_mem)S; // 默认初始化
assert(s->i == 0);

即便你用memset手动将内存置零，new (backing_mem)S执行的是默认初始化：对于S这类无用户构造函数的POD类型，标准要求默认初始化不修改成员i的存储值，但i的语义值被定义为「不确定值」——即使内存比特位是0，读取该值的行为依然是未定义的，编译器有权对这类代码进行任意优化（比如直接判定assert失败）。

第二个代码场景分析 #

S* s2 = new S; // 默认初始化
assert(s2->i == 0);

即使全局分配器被替换为返回零初始化内存的版本，new S依然执行默认初始化。和第一个场景同理，s2->i的语义值是不确定值，读取它属于未定义行为，与分配器是否零初始化内存无关。

正确的零初始化方式 #

如果需要确保POD结构体成员被零初始化，必须显式使用值初始化而非默认初始化，写法为：

// 场景1：placement new的值初始化
S* s = new (backing_mem)S();
// 或C++11及以后的列表初始化
S* s = new (backing_mem)S{};

// 场景2：全局分配的值初始化
S* s2 = new S();
// 或
S* s2 = new S{};

值初始化会对POD类型的成员执行零初始化，这是标准明确保证的定义良好行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mike Vine