初始化

来自cppreference.com
< cpp‎ | language

变量的初始化在构造时提供其初值。

初值可以在声明器new 表达式的初始化器节提供。它亦可在函数调用时发生:函数参数及函数返回值亦会被初始化。

对于每个声明器,初始化器必须是下列之一:

( expression-list ) (1)
= expression (2)
{ initializer-list } (3)
1) 任意表达式的逗号分隔列表及在括号中的花括号初始化器列表
2) 跟随表达式的等号
3) 花括号初始化器列表:可以为空、表达式的逗号分隔列表和其他花括号初始化器列表

按照语境,初始化器可以调用:

若不提供初始化器,则应用默认初始化的规则。

目录

[编辑] 非局部变量

所有拥有静态存储期的非局部变量作为程序启动的一部分初始化,在 main 函数的执行之前(除非被延迟,见后述)。所有拥有线程局域存储期的变量作为线程启动的一部分初始化,先序于线程函数起始的执行。对于这两者的变量的类,初始化发生于两个截然不同的阶段:

[编辑] 静态初始化

1) 若受允许,则首先发生常量初始化(这些情形见常量初始化)。 实践上,常量初始化通常在编译期进行,而预计算的对象表示作为程序映像的一部分存储。若编译器没有这么做,则亦保证此初始化发生先于任何动态初始化。
2) 对于所有其他非局部静态及线程局域变量,发生零初始化。 实现中,要被零初始化的变量置于程序映像的 .bss 段,它不占据磁盘空间,并在加载程序时为操作系统以零填充。

[编辑] 动态初始化

在所有静态初始化完成后,非局部变量的动态初始化在下列情形出现:

1) 无序动态初始化,仅应用于未被显式特化的(静态/线程局域)类模板静态数据成员变量模板 (C++14 起)。这些静态变量的初始化相对于所有其他动态初始化是不定序的,除非程序在初始化一个变量前开始了一个线程,该情况下初始化是无顺序的 (C++17 起)。这些线程局域变量的初始化相对于所有其他动态初始化是无顺序的。
2) 部分有序动态初始化,应用于不是隐式或显式实例化特化的所有 inline 变量。若部分有序的 V 在每个翻译单元中被先定义于有序或部分有序的 W ,则 V 的初始化先序于 W 的初始化(或若程序启动线程,则为先发生于)
(C++17 起)
3) 有序动态初始化,应用于所有其他非局部变量:在单个翻译单元中,这些变量的初始化始终准确以其定义出现于源代码中的顺序排序。不同翻译单元间的静态变量初始化是不定序的。不同翻译单元间的线程局域变量初始化是无顺序的。

若拥有静态或线程存储期的非局部变量初始化通过异常退出,则调用 std::terminate

[编辑] 早期动态初始化

若下列条件皆为真,则允许编译器作为静态初始化(实为编译期)的一部分初始化动态初始化的变量:

1) 初始化的动态版本不改变任何命名空间作用域的先于其初始化的对象的值
2) 初始化的静态版本生成被初始化变量的值等于其动态初始化本应生成的值,假设所有不要求静态初始化的变量都被动态初始化。

因为上述规则,若某对象的 o1 的初始化引用到命名空间作用域对象 o2 ,而它潜在地要求动态初始化,但在同一翻译单元的后方定义,则所用的 o2 是完全初始化的 o2 的值(因为鼓励编译器把 o2 的初始化设在编译时)还是 o2 仅被零初始化的值是未指定的。

inline double fd() { return 1.0; }
extern double d1;
double d2 = d1;   // 未指定:
                  // 若 d1 被动态初始化则动态初始化为 0.0 ,或
                  // 若 d1 被静态初始化则动态初始化为 1.0 ,或
                  // 静态初始化为 0.0 (因为若两个变量都被动态初始化则为其值)
double d1 = fd(); // 可能静态或动态初始化为 1.0

[编辑] 延迟动态初始化

动态初始化是先发生于主函数的首条语句(对于静态变量)或线程的首个函数(对于线程局域变量),还是延迟到发生后于它们是实现定义的。

非 inline 变量 (C++17 起)的初始化被延迟到发生后于主/线程函数的首条语句,则它先发生于任何拥有静态/线程存储期的,与要被初始化变量定义于同一翻译单元中的变量的 odr 使用。若无自给定翻译单元的变量或函数的 odr 使用,则定义于该翻译单元的非局部变量可能决不被初始化(这模仿按需的动态库的行为)。然而,只要任何来自一个翻译单元的事物被 odr 使用,则所有初始化或析构拥有副效应的非局部变量将被初始化,即使它们不被用于程序中。

若 inline 变量的初始化被延迟,则它先发生于该特定变量的首个 odr 使用

(C++17 起)
// - 文件 1 -
#include "a.h"
#include "b.h"
B b;
A::A(){ b.Use(); }
 
// - 文件 2 -
#include "a.h"
A a;
 
// - 文件 3 -
#include "a.h"
#include "b.h"
extern A a;
extern B b;
 
int main() {
  a.Use();
  b.Use();
 
// 若 a 在进入 main 之前被初始化,则 b 可能在 A::A() 使用它的时间点仍未被初始化
// (因为动态初始化在翻译单元间是不定序的)
 
// 若 a 在某个 main 的首条语句之后的时间点初始化(它 odr 使用定义于文件 1 的函数,强制其初始化以运行),
// 则 b 将在 A::A 使用它前初始化

[编辑] 静态局部变量

对于局部(即块作用域)静态和线程局域变量,见静态局部变量

[编辑] 类成员

非静态成员函数可以成员初始化器列表或以默认成员初始化器初始化。

[编辑] 注意

非局部变量的析构顺序描述于 std::exit

[编辑] 缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

DR 应用于 出版时的行为 正确行为
CWG 2026 C++14 零初始化被指定为始终首先出现,甚至先于常量初始化 若应用常量初始化则无零初始化

[编辑] 参阅

初始化C 文档