C++默认初始化、值初始化与类内初始化行为异常问题咨询

你可能觉得代码很长我写了很多内容，但相信我它其实非常简单。

代码 #

#include <iostream>

class A
        {
        public:
            int k1=3;
            float f1=34.20;
            char ch1='a';
            std::string str1="bonaparte";

            void display()
            {
                std::cout<<k1<<" "<<f1<<" "<<ch1<<" "<<str1<<" xx\n";
            }

        };

class B
{
    public:
        int k2;
        float f2;
        char ch2;
        std::string str2;

        void display()
        {
            std::cout<<k2<<" "<<f2<<" "<<ch2<<" "<<str2<<" xx\n";
        }

};

A a1;
B b1;

A *p1=new A;
B *q1=new B;
int main()
{
    A a2, a3{};
    B b2, b3{};

    A *p2=new A;
    A *p3=new A{};
    A *p4=new A();

    B *q2=new B;
    B *q3=new B{};
    B *q4=new B();

    a1.display();
    a2.display();
    a3.display();
    p1->display();
    p2->display();
    p3->display();
    p4->display();

    std::cout<<"\n\n";

    b1.display();
    b2.display();
    b3.display();
    q1->display();
    q2->display();
    q3->display();
    q4->display();
}

运行输出 #

3 34.2 a bonaparte xx
3 34.2 a bonaparte xx
3 34.2 a bonaparte xx
3 34.2 a bonaparte xx
3 34.2 a bonaparte xx
3 34.2 a bonaparte xx
3 34.2 a bonaparte xx


0 0    xx
13965136 0 ╠  xx
0 0    xx
38872208 0 p  xx
38872208 0 p  xx
0 0    xx
0 0    xx

类B相关疑问 #

• b1是值初始化，准确来说是零初始化。
• b2是默认初始化，即未进行初始化。
• b3是花括号初始化，属于值初始化，最终触发零初始化。
• 我没办法像写q4那样写b4()（不是完全一致，你明白我的意思），因为这会被识别为函数定义而非对象声明，也就是Most vexing parse问题。
• 我原本认为q1应该是值初始化，但输出结果和我的预期不符。
• q2是默认初始化，即未进行初始化。
• q3是花括号初始化，属于值初始化，最终触发零初始化。
• q4会调用构造函数，但类没有用户定义的构造函数，所以应该是默认初始化，也就是未初始化。
• 我知道q1、q2、q3、q4都是指针，为了表述简便我直接用上述说法，比如称q3是花括号初始化，我想你能明白我的意思。
• 我对b1、b2、b3的认知和运行结果一致，这部分可能只是巧合，如果我的理解有误也请纠正我。
• 我认为b1的规则也应该适用于q1，但实际结果并非如此，请解释原因。
• q2的运行结果符合我的预期，如果我的理解有误也请纠正。
• 现在我对q3和q4的行为存在困惑：我认为两者都会调用构造函数，但我们没有用户定义的构造函数，所以应该走默认初始化也就是不初始化，对吗？那为什么两者实际上都是值初始化，准确来说是零初始化呢？

类A相关疑问 #

我认为如果我们使用类内初始化，无论在哪里声明对象，都会按我们提供的值完成初始化，这个结论是否正确？也请补充说明类内初始化的相关规则。

解答 #

类B疑问解答 #

1. 你对b1、b2、b3的认知完全正确，不是巧合：
   • b1是静态存储期的全局对象，程序启动阶段会先对所有静态存储期对象做零初始化，所以内置类型成员全为0，std::string成员默认初始化为空，符合输出结果。
   • b2是栈上的局部对象，采用默认初始化规则：对于没有用户定义默认构造函数的类，隐式生成的默认构造函数不会初始化内置类型成员，所以这些成员的值是未定义的垃圾值，和输出结果一致。
   • b3采用空花括号的列表初始化，属于值初始化范畴：对于没有用户定义默认构造函数的类，值初始化会先对整个对象做零初始化，再调用隐式默认构造函数，所以内置类型成员全为0，符合输出。
2. b1的规则不适用于q1：q1指向的是动态存储期对象，由new B生成，不带初始化器的new T属于默认初始化，和局部对象b2规则一致，内置类型成员不会被初始化，自然是垃圾值，和静态存储期的b1零初始化规则完全独立。
3. 你对q2的认知正确，不带初始化器的new B是默认初始化，内置成员为垃圾值。
4. 你对q3、q4的规则理解有误：空括号()和空花括号{}的初始化都属于值初始化，不是默认初始化。对于没有用户定义默认构造函数的类，值初始化会先零初始化整个对象，再调用隐式默认构造函数，所以内置类型成员全为0，符合输出结果。只有不带任何括号/花括号的new T才是默认初始化。

类A疑问解答 #

你的结论基本正确。只要类内初始化（默认成员初始化器）没有被构造函数初始化列表覆盖，不管对象是全局、局部还是动态分配，不管是默认初始化还是值初始化，都会优先使用类内的初始化值。
补充类内初始化规则：

• 仅支持非静态成员变量，C++11及以上版本标准可用
• 构造函数初始化列表对同一成员的赋值优先级高于类内初始化
• 普通静态成员变量不能使用类内初始化（静态constexpr成员除外）

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