值初始化是否适用于原子对象？

Question

这里的 work 是指std::atomic<T> a{} 有效地零初始化a。我一直这么想，并且一直在实际使用它，直到this。在解释我对此的理解之前，我想表明，至少 gcc 和 clang 在实践中是这样做的。

#include <cstring>
#include <atomic>
#include <iostream>

int main() {
  using atomic = std::atomic<int>;  
  auto p = (atomic*)operator new(sizeof(atomic));
  std::memset(p, -1, sizeof(atomic));
  new(p) atomic{};
  std::cout << p->load() << std::endl;
}

gcc 和 clang 的输出均为 0。

以下是我对为什么会起作用的解释（当然，您可能会不这么认为）。标准是这样说的

在以下操作定义中：

• A 指的是一种原子类型。

[...]

A::A() noexcept = default;

效果：使原子对象处于未初始化状态。 [注意：这些语义确保了与 C 的兼容性。- 尾注]

它基本上说默认构造函数是微不足道的，什么都不做。我对此表示同意，但我不明白这如何使值初始化不适用。根据cppref，值初始化的影响包括（强调我的）：

如果 T 是一个类类型，其默认构造函数既不是 用户提供或删除（也就是说，它可能是一个类 隐式定义或默认的默认构造函数），对象是 零初始化，然后默认初始化，如果它有 非平凡的默认构造函数；

std::atomic有一个默认的默认构造函数，所以对象是

1. 零初始化然后
2. 如果它有一个非平凡的默认构造函数，它是默认初始化的。

第 2 点在这里不适用，因为默认的默认构造函数是微不足道的，但我没有看到任何使第 1 点无效的语句。我的理解是正确的还是我遗漏了什么？

Answer 1

最终值初始化案例的症结在[dcl.init]/7，项目符号1和2：

对 T 类型的对象进行值初始化意味着：

• 如果 T 是具有用户提供的构造函数 ([class.ctor]) 的（可能是 cv 限定的）类类型（子句 [class]），则默认构造函数 for T 被调用（如果 T 没有 可访问的默认构造函数）；
• T 是一个（可能是 cv 限定的）非联合类类型，没有用户提供的构造函数，则对象为零初始化，如果 T 的隐式声明的默认构造函数是不平凡的，即 构造函数被调用。
• ...

应用上面两个项目符号中的哪一个取决于用户提供的 c'tor。我在 cmets 中不记得另一个答案是 = default; 的复杂性。如果我们看一下[dcl.fct.def.default]/4（强调我的）给出的定义：

显式默认函数和隐式声明函数是 统称为默认函数，实现应 为它们提供隐式定义（[class.ctor] [class.dtor]， [class.copy])，这可能意味着将它们定义为已删除。 特别的 成员函数是用户提供的，如果它是用户声明的而不是用户提供的 在第一次声明时明确默认或删除。 一个 用户提供的显式默认函数（即显式 在第一次声明后默认） 定义在 它是明确默认的；如果隐式定义了这样的函数 删除后，该程序格式错误。 [注意：将函数声明为 在第一次声明后默认可以提供高效的执行 和简洁的定义，同时启用稳定的二进制接口 不断发展的代码库。 ——尾注]

我们看到atomic 的默认c'tor 不是用户提供的，因为它被声明为默认值，而不是被声明然后定义为默认值。所以 [dcl.init]/7 的第二个项目符号是适用的，对象是零初始化的，然后是（非）调用（平凡的默认）构造函数，它什么都不做。