为什么C++中union联合体的成员数据不会被默认初始化？

核心结论 #

union的成员不会在构造函数初始化列表阶段被自动默认初始化，这是C++标准明确规定的特性，和class/struct的初始化规则存在本质差异。 #

规则说明 #

1. 普通类（class/struct）的初始化规则和你测试的一致：如果构造函数初始化列表未显式初始化某个非静态成员，也没有对应的类内初始值，该成员会被默认初始化：内置类型得到不确定值，类类型调用可访问的非删除默认构造函数。
2. union的特殊初始化规则：由于union的所有成员共享同一块内存空间，同一时间仅能存在一个活跃成员，标准明确规定：
   • 如果union的构造函数没有在初始化列表中显式指定初始化某一个成员
   • 也没有为任何union成员设置类内初始值
     那么union的所有成员都不会被执行初始化操作，类类型成员的默认构造函数不会被调用，此时该union不存在活跃成员。

对应测试用例解释 #

你提供的union U的默认构造函数、拷贝构造函数均未在初始化列表中指定初始化a_或i_，也没有设置类内初始值，因此a_的默认构造函数、拷贝构造函数都不会被触发，输出结果中没有A相关构造函数的打印完全符合标准要求，不属于异常行为。
另外你代码注释中关于「union存在带自定义拷贝控制成员的类类型成员时，必须显式定义构造、拷贝构造、析构函数」的理解是正确的：这种情况下C++会默认删除union的对应特殊成员函数，不显式定义则无法正常使用。 #

补充说明 #

如果需要初始化union的某个类类型成员，需要在构造函数初始化列表中显式指定，例如：

U() : a_{} { std::cout << "U()\n"; }

此时会调用A的默认构造函数，a_成为union U的活跃成员。如果后续需要切换活跃成员为i_，需要先手动调用a_.~A()析构已有的活跃成员，再通过定位new初始化i_，否则会触发未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Itachi Uchiwa