C++中使用{}对union聚合初始化的编译器行为差异问题

问题代码 #

#include <iostream>

struct A { int x = 1; };
struct B { int x = 0; };

union U {
    A a;
    B b;
};

int main() {
    U u{};
    std::cout << u.a.x;
}

结论 #

该差异并非未定义行为，而是GCC的实现不符合C++17及之后正式标准的规定，属于实现缺陷，Clang输出1是符合标准要求的行为。

规则解释 #

• 首先U属于C++17及之后标准定义的聚合类，满足聚合类的所有判定条件：无用户提供的构造函数、无私有/保护非静态成员、无虚函数、无虚基类。
• 按照C++标准[dcl.init.aggr]章节的规定：当使用空初始化列表{}对联合体执行聚合初始化时，将激活并初始化联合体的第一个非静态数据成员，其余成员处于未激活状态。
  按照该规则，U u{}会激活第一个成员a，调用A的默认构造逻辑，最终a.x的取值为1，和Clang的输出一致。
• GCC的行为是错误地将该场景判定为值初始化，对整个联合体的内存执行了零初始化，因此得到输出0，该实现不符合正式标准的要求。

无分歧的写法 #

如果要避免编译器差异，可以显式指定要激活的成员，使用指定初始化语法即可，所有编译器都会按指定逻辑处理：

// 显式激活a，输出1
U u{.a = {}};
// 显式激活b，输出0
U u{.b = {}};

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fedor