C++类模板实例化时默认构造对象的初始化过程咨询

参考代码 #

// templateClassTemplate.cpp
#include <iostream>

class Account{
public:
  explicit Account(double amount=0.0): balance(amount){}

  void deposit(double amount){
    balance+= amount;
  }

  void withdraw(double amount){
    balance-= amount;
  }
  
  double getBalance() const{
    return balance;
  }

private:
  double balance;
};

template <typename T, int N>
class Array{

public:
  Array()= default;
  int getSize() const;

private:
  T elem[N];
};

template <typename T, int N>
int Array<T,N>::getSize() const {
  return N;
}

int main(){
  std::cout << std::endl;

  Array<double,10> doubleArray;
  std::cout << "doubleArray.getSize(): " << doubleArray.getSize() << std::endl;

  Array<Account,1000> accountArray;
  std::cout << "accountArray.getSize(): " << accountArray.getSize() << std::endl;

  std::cout << std::endl;
}

问题1：Array<double,10> doubleArray无参默认构造的完整初始化过程 #

Array<double,10>实例化后，类内私有成员为double elem[10]，你显式声明了Array()= default，所以编译器会生成隐式无参默认构造函数，完整流程如下：

1. 在栈上为doubleArray分配内存，总大小等于10个double类型的占用空间（常规64位平台下为8*10=80字节）
2. 调用编译器生成的默认构造函数执行初始化：
   • 该默认构造没有自定义成员初始化逻辑，会对数组elem执行默认初始化
   • double属于内置算术类型，栈空间的默认初始化不会做清零操作，数组内10个double的初始值均为未定义的垃圾值，直接读取属于未定义行为
3. 构造完成，doubleArray对象可正常调用成员函数。

问题2：Array<Account,1000> accountArray的初始化规则与执行流程 #

规则依据

C++中类类型数组做默认初始化时，会逐元素调用元素类型的默认构造函数；你定义的Account类提供了带默认参数的构造函数explicit Account(double amount=0.0)，属于合法的默认构造函数，满足数组初始化要求。

执行流程

1. 在栈上为accountArray分配内存，总大小等于1000个Account对象的占用空间（常规64位平台下为8*1000=8000字节）
2. 调用编译器生成的Array默认构造函数：
   • 对私有成员elem数组执行默认初始化，遍历1000个数组元素，依次调用每个元素的Account默认构造函数
   • 每个Account对象构造时，用默认参数0.0初始化私有成员balance，所有元素的balance初始值均为0.0
3. 数组所有元素初始化完成，accountArray对象可正常调用成员函数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Elesian