c++ - 初始化相互引用的对象

Question

考虑以下一对相互引用的类型:

struct A;
struct B { A& a; };
struct A { B& b; };

这可以在 GCC、Clang、Intel、MSVC 中使用聚合初始化来初始化，但 SunPro 坚持需要用户定义的 ctors。

struct {A first; B second;} pair = {pair.second, pair.first};

这种初始化合法吗？

更详细的演示:http://ideone.com/P4XFw

现在，听从 Sun 的警告，带有用户定义构造函数的类呢？以下适用于 GCC、clang、Intel、SunPro 和 MSVC，但是否合法？

struct A;
struct B { A& ref; B(A& a) : ref(a) {} };
struct A { B& ref; A(B& b) : ref(b) {} };

struct {B first; A second;} pair = {pair.second, pair.first};

演示:http://ideone.com/QQEpA

最后，如果容器也不是微不足道的怎么办，例如(适用于 G++、Intel、Clang(带有警告)，但不适用于 MSVC(初始化程序中的“对”未知)或 SunPro(“对不是结构”)

std::pair<A, B> pair(pair.second, pair.first);

据我所知，§3.8[basic.life]/6 禁止在生命周期开始之前访问非静态数据成员，但是对 pair.second “访问”的左值评估第二？如果是，那么这三个初始化都是非法的吗？此外，§8.3.2[dcl.ref]/5 说“应初始化引用以引用有效对象”，这可能使这三个都非法，但也许我遗漏了一些东西并且编译器接受这个是有原因的。

PS:我意识到这些类(class)在任何方面都不实用，因此有 language-lawyer 标签。此处相关且更实用的旧讨论:Circular reference in C++ without pointers

Answer 1

这个问题一开始让我心烦意乱，但我想我现在明白了。根据 1998 年标准的 12.6.2.5，C++ 保证数据成员按照它们在类中声明的顺序进行初始化，并且构造函数主体在所有成员都被初始化后执行。这意味着表达式

struct A;
struct B { A& a; };
struct A { B& b; };
struct {A first; B second;} pair = {pair.second, pair.first};

有意义，因为 pair 是一个自动(本地，堆栈)变量，因此编译器知道它的相对地址和成员地址，并且 first 和 second 没有构造函数。

为什么这两个条件意味着上面的代码有意义:当first , 类型为 A , 被构造(在 pair 的任何其他数据成员之前)，first的数据成员 b设置为引用 pair.second ，编译器知道它的地址，因为它是一个堆栈变量(程序中已经存在空间，AFAIU)。请注意 pair.second作为一个对象，即 memory 段，尚未初始化(包含垃圾)，但这不会改变垃圾的地址在编译时已知并且可用于设置引用的事实.从 A没有构造函数，它不能尝试对 b 做任何事情，所以行为是明确定义的。一次first已经初始化，轮到second了, 同样:它的数据成员 a引用 pair.first ，其类型为 A , 和 pair.first地址由编译器知道。

如果编译器不知道地址(比如因为通过 new 运算符使用堆内存)，则应该有编译错误，或者如果没有，则存在未定义的行为。尽管明智地使用placement new 运算符可能会使其工作，但从那时起，first和 second到时间first 就可以知道了被初始化。

现在是变化:

struct A;
struct B { A& ref; B(A& a) : ref(a) {} };
struct A { B& ref; A(B& b) : ref(b) {} };
struct {B first; A second;} pair = {pair.second, pair.first};

与第一个代码示例的唯一区别是 B构造函数是显式定义的，但汇编代码肯定是相同的，因为构造函数主体中没有代码。因此，如果第一个代码示例有效，那么第二个也应该有效。

但是，如果在 B 的构造函数主体中有 代码，它正在获取对尚未初始化的东西 ( pair.second ) 的引用(但为其定义了地址和已知)，并且该代码使用 a ，很明显你在找麻烦。如果你很幸运，你会遇到崩溃，但写信给 a可能会静默失败，因为这些值稍后会在 A 时被覆盖。最终调用构造函数。的