c++ - 为什么 C++ 使用 memset(addr,0,sizeof(T)) 来构造一个对象？标准错误还是编译器错误？

Question

这个问题与我的另一个帖子有关:why allocate_shared and make_shared so slow

在这里我可以更清楚地描述问题。

考虑以下代码:

struct A {
    char data_[0x10000];
};

class C {
public:
    C() : a_() { }
    A a_;
};

int main() {
    C c;
    return 0;
}

我发现对于代码 C() : a_()，编译器使用 memset(addr,0,0x10000) 作为 A 的构造函数。如果类型 A 有一个空的构造函数，asm 代码是正确的。

为了更清楚的描述问题，我写了一些测试代码:

#include <stdlib.h>

struct A {
    //A() {}
    char data_[0x10000];
    void dummy() { // avoid optimize erase by compiler
        data_[rand() % sizeof(data_)] = 1;
    }
    int dummy2() { // avoid optimize erase by compiler
        return data_[0];
    }
};

class B {
public:
    template<class ... T> B(T&...t) 
        : a_(std::forward<T>(t)...) {
    }
    A a_;
};

class C {
public:
    C() : a_() {
    }
    A a_;
};

template<class ... T>
int test(T&...t) {
    A a(t...);
    a.dummy();
    return a.dummy2();
}

int main() {
    A a;
    a.dummy();
    auto r1 = a.dummy2();

    auto r2 = test();

    B b;
    b.a_.dummy();
    auto r3 = b.a_.dummy2();

    C c;
    c.a_.dummy();
    auto r4 = c.a_.dummy2();
    return r1 + r2 + r3 + r4;
}

我用 vs2017 编译代码，在 windows 10，x86 发布版本中。然后我检查了asm代码:

template<class ... T>
int test(T&...t) {
00E510B8  call        _chkstk (0E51CE0h)  
00E510BD  mov         eax,dword ptr [__security_cookie (0E53004h)]  
00E510C2  xor         eax,ebp  
00E510C4  mov         dword ptr [ebp-4],eax  
    A a(t...);
00E510C7  push        10000h  
00E510CC  lea         eax,[a]  
00E510D2  push        0  
00E510D4  push        eax  
00E510D5  call        _memset (0E51C3Ah)  
00E510DA  add         esp,0Ch  
    a.dummy();
00E510DD  call        dword ptr [__imp__rand (0E520B4h)]  
}
00E510E3  mov         ecx,dword ptr [ebp-4]  

很明显test()函数调用了memset(p, 0, 0x10000)。

如果我在 A 中添加一个空构造函数(A(){} 行)，编译器会移除内存集。

那么为什么代码在类型A没有构造函数时调用memset，而在A有构造函数时代码不调用memset呢？

它是 c++ 标准的一部分，还是只是一个编译器错误？

显然 memset(p, 0, sizeof(T)) 是无用且有害的，它会减慢程序的速度。我该如何解决？

Answer 1

A a(t...);

将被解析为用t... 初始化a。^† 当t... 是空，当你调用它时，这将被理解为 value-initializing a。

对于没有用户提供的默认构造函数的 A，value-initialize 会将其所有成员归零，因此 memset。

当您为A 提供构造函数时，value-initialize 将调用默认构造函数，您将其定义为什么都不做，因此没有memset 将被调用。

这不是编译器中的错误，这是必需的行为。要删除多余的memset，您可以只写A a;。在这种情况下，a 是默认初始化的，并且无论是否有用户提供的构造函数，都不会发生自动归零。

_{†​​ 这很重要，因为 A a() 将被解析为名为 a 的函数，返回类型为 A}