为什么半初始化结构的 constinit 不起作用

Question

struct A1 { int x;     int y; };
struct A2 { int x = 1; int y = 2; };
struct A3 { int x = 1; int y; };

constinit A1 a1; // x == 0, y == 0.
constinit A2 a2; // x == 1, y == 2.
          A3 a3; // x == 1, y == 0.
constinit A3 a4; // Error: illegal initialization of 'constinit' entity with a non-constant expression

int main() {}

有什么问题a4吗？我的意思a4.x是应该由一个常量1（与它工作的地方相同a2）和a4.y一个常量初始化0，因为它a4是一个全局静态变量（与它工作的地方相同a1）。

现在，考虑到 MSVC 和 GCC 都无法编译此代码，我认为该标准以某种方式禁止它。但我以任何方式看待a4它的初始值都是精确的、恒定的并且在编译时已知，那么为什么标准禁止我们将其声明为constinit)？

除此之外，clang++还拒绝第一次constinitialization：

error: variable does not have a constant initializer
constinit A1 a1;  // x == 0, y == 0.

Answer 1

我认为在这种情况下我们可能会遗漏一些措辞。

首先，初始化分为三个阶段（[basic.start.static]）：

1. 常量初始化
2. 如果不是这样，则零初始化（对于静态存储持续时间变量，如本问题中的变量）
3. 如有必要，动态初始化

(1) 和 (2) 一起是静态初始化，(3) 是……嗯，动态的。所做的constinit是确保没有动态初始化，来自[dcl.constinit]：

如果用说明符声明的变量constinit具有动态初始化（[basic.start.dynamic]），则程序格式错误。

常量初始化的规则是，来自[expr.const]：

变量或临时对象在以下情况下o被常量初始化：

• 它要么有一个初始化器，要么它的默认初始化导致执行一些初始化，并且
• 当解释为常量表达式时，其初始化的完整表达式是常量表达式，除了 ifo是一个对象，该完整表达式还可以为其o及其子对象调用 constexpr 构造函数，即使这些对象是非文字类类型。

话虽如此，让我们来看看这三种类型。从最简单的开始：

struct A2 { int x = 1; int y = 2; };
constinit A2 a2; // x == 1, y == 2.

在这里，我们正在初始化所有成员，这显然是常量初始化。这里其实没什么问题。

下一个：

struct A1 { int x;     int y; };
constinit A1 a1; // x == 0, y == 0.

在这里，我们的默认构造函数不执行任何操作，没有初始化。所以这不是常量初始化。但是发生了零初始化，然后就没有进一步的初始化了。这里当然不需要进行动态初始化，因此无需constinit进行诊断。

最后：

struct A3 { int x = 1; int y; };
constinit A3 a4; // Error: illegal initialization of 'constinit' entity with a non-constant expression

在采用P1331之前，这种初始化a4显然不是常量初始化，因为常量初始化明确需要完全初始化的变量。但我们不再有这个要求了，规则后来被移到了a4.y实际被阅读的时间。

但我认为这种情况下的意图很大程度上a4不是常量初始化，因为它部分未初始化。这可能是一个核心问题。

鉴于它不是常量初始化，那么我们进入零初始化。但在那之后，a4仍然没有完全初始化 - 因为我们必须设置x为1. 没有提供半常数半零初始化。该规则是恒定的，或者，如果不是恒定的，则为零。由于这不是（或者至少不应该是）常量初始化，并且零初始化是不够的，因此a4必须进行动态初始化。因此，constinit应该标记这种情况。gcc 和 msvc 在这里是正确的（clang 错误地拒绝a1）。