为什么 int a[5] = {0} 和 int a[5]={1} 之间存在差异（缺少功能）

Question

当我们初始化一个像 int a[5] = {0} 这样的数组时，编译器会将所有 5 个元素都设为 0。这确实是一个非常好的、紧凑的初始化和有用的功能。

但我想知道为什么编译器不类似地初始化 int a[5]={1} ？为什么它不使所有 5 个元素都为 1？为什么标准没有强制执行？这不是一个很棒的功能吗？不是失踪了吗？

此外，如果初始值设定项中的元素数量小于数组的大小，则编译可以使用初始值设定项中的最后一个元素来初始化剩余元素。也就是说，int a[5]={1,2,3} 相当于 int a[5]={1,2,3,3,3}。同样，int a[10]={1,2,3,0} 相当于 int a[10]={1,2,3,0,0,0, 0,0,0,0}；。

如果标准强制要求的话，这不是一个很棒的功能吗？或者这个缺失的功能有什么充分的理由吗？

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还有一个叫做 指定初始化器，其用法如下：

指定的初始化器可以是 与常规初始化器结合，如 在以下示例中：

int a[10] = {2, 4, [8]=9, 10}

在这个 例如，a[0] 初始化为 2， a1初始化为4，a[2]初始化为a[7] 初始化为 0，a[9] 为 初始化为10。

很有趣。但即使这个功能在 C++ 中也没有。

Answer 1

为什么它不使所有 5 个元素都为 1？

因为您误解了 {} 的含义。 （实际上，在 C++ 中，更好的方法是 {} 而不是 {0}）。语法 {0} 并不意味着您希望聚合中的所有元素都设置为零。相反，它表示您想要一个聚合，其中第一个元素零分配给指示的变量（可以是数组或 C++ 中的类类型）。由于聚合的字段数通常多于零值，因此聚合中的其余元素是默认构造的。内置或 POD 类型的默认值是将所有字段设置为零，因此您已有效地将整个聚合设置为零。

至于具体原因，请考虑以下几点。根据当前标准，以下断言都不会失败：

struct abc
{
    char field1;
    int field2;
    char field3;
};

int main()
{
    abc example = {'a', static_cast<int>('b')};
    //All three asserts pass
    assert(example.field1 == 'a');
    assert(example.field2 == static_cast<int>('b'));
    assert(example.field3 == '\0');

    int example2[3] = {static_cast<int>('a'), 42};
    assert(example2[0] == static_cast<int>('a'));
    assert(example2[1] == 42);
    assert(example2[2] == 0);
}

您希望在您提议的标准更改中 field3 的值是多少？即使您将其定义为聚合初始值设定项中的最后一个元素，如上面所示，这也会破坏与现有代码的兼容性，现有代码假设其余元素是默认构造的。

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编辑：刚刚意识到您的问题是根据数组提出的 - 但答案对于结构或数组都是相同的，所以这并不重要。

编辑2：为了使其更符合标准，对类/结构的引用已替换为下面的“聚合”，其中涵盖了结构和数组情况。

Answer 2

是的，他们可以这样做，但他们没有，而且现在改变这种行为已经太晚了。 C 和 C++ 背后的决定几乎在每一步都考虑到了性能和极简主义，所以我想，如果没有其他的话，这里也会发挥作用。

这样的功能并没有让我觉得那么棒。这是一个非常简单的语法糖，而且我很少发现需要将这样的数组初始化为 0 以外的任何值。

Answer 3

典型的运行时库提供了一种功能，可以轻松地将数据初始化为 0。一般来说，它存储在可执行文件中的特定部分中，由编译器和链接器组织。在程序启动时，运行时启动代码使用类似 memset() 的方法将所有初始化数据清除为 0。这意味着零字节不必存储在可执行文件本身内。

相反，如果您将数据初始化为零以外的值，则该数据的字节必须存储在可执行文件本身中，因为自动初始化程序仅初始化为零。

因此，如果您要声明一个大的 char 数组（比如兆字节？）并用 {0} 初始化它，那么就不会存储字节在该数组的可执行文件中。另一方面，如果您要在您的方案下使用 {1} 对其进行初始化，则必须将 1 MB 的 1 字节存储在可执行文件本身中。通过更改初始化列表中的一个字符，可执行文件的大小会增加一兆字节。

我相信这样的计划会违反最小意外原则。

Answer 4

我个人发现更“逻辑”（即简单）有一个固定的默认初始值设定项，而不是仅对数组重复最后一个规则的另一条规则。这可能看起来“实用”（即有用），但在我看来，它在逻辑上更复杂。

尽管如此，我认为您在尝试将逻辑应用于 C++ 这样的语言时犯了一个大错误。

C++是一门复杂的语言，它的规则是长期演化历史的结果，它目前的形式是许多人甚至正式委员会工作的结果（仅最后一部分就可以解释任何） 。

像C++这样的语言不能通过逻辑推理，必须像历史一样研究它。除非你是Hari Seldon，否则你真的无法使用逻辑推理来推断历史。

如果你尝试使用逻辑而不是学习，C++ 的某些地方你将会遭受很多痛苦。仅举几例...

• 为什么默认调度是静态的（即错误）？
• 为什么空指针没有关键字？
• 为什么两个无符号数之差是无符号的？
• 为什么有符号和无符号之间的和是无符号的？
• 如果无符号表示“Z_{2^n} 的元素”，那么为什么大小是无符号的？
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• 为什么在 C++0X 中 i = i++ + 1; 是未定义的行为，而 i = ++i + 1; 是有效的？
• 为什么double x=3.14; int y(int(x)); 并不意味着 y 将为 3？