std::optional构造阶段是否含值？示例代码输出的标准界定

示例代码 #

#include <iostream>
#include <optional>

class A {
public:
    A();
    ~A();
};

std::optional<A> a;

A::A() { std::cout << a.has_value(); }
A::~A() { std::cout << a.has_value(); }

int main() {
    a.emplace();
    std::cout << a.has_value();
}

问题 #

我之前碰到过类似场景，意外发现A的构造函数里a居然没有值——这逻辑上说得通，毕竟对象还没完全构造好，我的设计确实也有优化空间，但我在cppreference里没找到对应的标准规定。所以想问问：这段代码的输出应该是什么？这个行为是标准规定、实现定义还是未定义行为？

不同编译器的实际输出 #

GCC和Clang输出010，MSVC输出011。

解答 #

构造阶段的行为（输出第一个0） #

这部分是标准规定的。std::optional::emplace()的执行逻辑是：先在optional的内部存储空间构造A对象，等对象构造完成后，才会把optional的"持有值"标记设为true。所以在A的构造函数执行期间，a.has_value()必然返回false，输出0。

main函数中的行为（输出第二个1） #

这部分也是标准规定的。A对象构造完成后，optional的标记已经被设为true，此时调用a.has_value()肯定返回true，输出1。

析构阶段的行为（第三个输出的差异） #

这部分属于实现定义的行为。C++标准只要求std::optional在销毁时，如果持有值就必须销毁内部对象，但并没有明确规定：是先把"持有值"标记清除，再调用对象的析构函数；还是先调用对象的析构函数，再清除标记。

• GCC和Clang选择了先清除标记，再执行A的析构函数，所以析构时a.has_value()返回false，输出0，最终整体输出010。
• MSVC则选择先执行A的析构函数，再清除标记，所以析构时a.has_value()返回true，输出1，最终整体输出011。

两种实现都符合标准，不存在未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Paul