初始化表达式可以使用变量本身吗？

Question

考虑以下代码：

#include <iostream>

struct Data
{
    int x, y;
};

Data fill(Data& data)
{
    data.x=3;
    data.y=6;
    return data;
}

int main()
{
    Data d=fill(d);
    std::cout << "x=" << d.x << ", y=" << d.y << "\n";
}

这里d 是从fill() 的返回值复制初始化的，但fill() 在返回其结果之前写入d 本身。我担心的是 d 在被初始化之前是非平凡使用的，并且在某些（所有？）情况下使用未初始化的变量会导致未定义的行为。

那么这段代码是有效的，还是有未定义的行为？如果它是有效的，一旦Data 停止成为 POD 或在其他情况下，行为是否会变得未定义？

Answer 1

这似乎不是有效的代码。它类似于问题中概述的情况：Is passing a C++ object into its own constructor legal?，尽管在这种情况下代码是有效的。机制并不相同，但基本推理至少可以让我们开始。

我们从defect report 363 开始询问：

如果是这样，UDT 自初始化的语义是什么？ 例如

 #include <stdio.h>

 struct A {
        A()           { printf("A::A() %p\n",            this);     }
        A(const A& a) { printf("A::A(const A&) %p %p\n", this, &a); }
        ~A()          { printf("A::~A() %p\n",           this);     }
 };

 int main()
 {
  A a=a;
 }

可以编译打印：

A::A(const A&) 0253FDD8 0253FDD8
A::~A() 0253FDD8

提议的决议是：

3.8 [basic.life] 第 6 段表明这里的引用是有效的。允许在它之前获取类对象的地址 已完全初始化，并且允许将其作为参数传递给 一个引用参数，只要引用可以直接绑定即可。 [...]

所以虽然d 没有完全初始化，但我们可以将它作为引用传递。

我们开始遇到麻烦的地方在这里：

data.x=3;

C++ 标准部分草案3.8（缺陷报告引用的部分和段落相同）说（强调我的）：

类似地，在对象的生命周期开始之前但在对象的生命周期开始之后 对象将占用的存储空间已被分配，或者在 对象的生命周期已经结束并且在存储之前 被占用的对象被重用或释放，任何引用 可以使用原始对象，但只能以有限的方式使用。对于一个对象 正在建造或毁坏，见 12.7。否则，这样的glvalue 指分配的存储（3.7.4.2），并使用 不依赖于其值的 glvalue 是明确定义的。该程序 在以下情况下具有未定义的行为：

• 将左值到右值的转换 (4.1) 应用于此类左值，

• glvalue 用于访问非静态数据成员或调用非静态成员函数 对象，或

• glvalue 绑定到对虚拟基类 (8.5.3) 的引用，或者

• glvalue 用作 dynamic_cast (5.2.7) 的操作数或 typeid 的操作数。

那么访问是什么意思呢？ defect report 1531 澄清了这一点，它将访问定义为：

访问

读取或修改对象的值

所以fill 访问一个非静态数据成员，因此我们有未定义的行为。

这也与12.7 部分一致：

[...]形成一个指向（或 访问对象 obj 的直接非静态成员的值，则应开始构建 obj 并且它的销毁应该没有完成，否则指针值的计算（或访问 成员值）导致未定义的行为。

由于您无论如何都在使用副本，因此您不妨在 fill 内创建一个 Data 实例并对其进行初始化。您避免必须通过d。

正如 T.C. 指出的那样。明确引用生命周期何时开始的细节很重要。来自3.8部分：

对象的生命周期是对象的运行时属性。一个 如果对象属于一个类，则称该对象具有非平凡的初始化 或聚合类型，并且它或其成员之一由 构造函数而不是普通的默认构造函数。 [ 笔记： 由平凡的复制/移动构造函数初始化是不平凡的 初始化。 — 尾注] T 类型对象的生命周期 开始时间：

• 获得了适合类型 T 的对齐方式和大小的存储，并且

• 如果对象有非平凡的初始化，它的初始化就完成了。

初始化很重要，因为我们是通过复制构造函数进行初始化的。

Answer 2

我认为没有问题。访问未初始化的整数成员是有效的，因为您访问的目的是为了写作。 阅读它们会导致 UB。

Answer 3

我认为它是有效的（疯狂，但有效）。

这既合法又合乎逻辑：

Data d ;

d = fill( d ) ;

事实上这种形式是一样的：

Data d = fill( d ) ;

就语言的逻辑结构而言，这两个版本是等价的。

所以它对语言来说是合法且逻辑正确的。

但是，由于我们通常希望人们在创建变量时将它们初始化为默认值（为了安全起见），这是糟糕的编程习惯。

有趣的是，g++ -Wall 编译这段代码时不费吹灰之力。