La necesidad de inicializar sin constructor

Necesito inicializar y no hay constructor

• Introducción

  • Cuando aprendí C++ por primera vez, aprendí en qué casos el compilador proporciona un constructor por defecto.
  • Eso me llevó a pensar en el riesgo de que un objeto pueda quedar sin inicializar en ciertas situaciones.

• Inicialización por defecto e inicialización por valor

  • T t; realiza inicialización por defecto.
    • Si T es un tipo de clase y tiene constructor por defecto, este se ejecuta.
    • Si T es un tipo arreglo, cada elemento se inicializa por defecto.
    • En caso contrario, no hace nada.
  • T t{}; realiza inicialización por valor.
    • Si T es un tipo de clase, se inicializa por defecto si no tiene constructor por defecto o si tiene un constructor por defecto proporcionado por el usuario o eliminado.
    • En caso contrario, primero se inicializa en 0 y luego se inicializa por defecto.
    • Si T es un tipo arreglo, cada elemento se inicializa por valor.
    • En caso contrario, se inicializa en 0.

• Constructor por defecto

  • Si no se declara un constructor por defecto, el compilador lo declara implícitamente.
  • El constructor por defecto declarado implícitamente tiene un cuerpo vacío y una lista de inicialización de miembros vacía.
  • Ejemplo:

    struct T {
      int x;
      T() = default;
    };
    T t{};
    std::cout << t.x << std::endl; // el resultado es 0
    

• Constructor por defecto definido implícitamente

  • Si el constructor por defecto se declara implícitamente o se declara explícitamente como predeterminado, el compilador proporciona un constructor por defecto definido implícitamente.
  • Ejemplo:

    struct T {
      T();
    };
    T::T() = default;
    T t{};
    std::cout << t.x << std::endl; // el resultado es un valor basura
    

• Casos en los que no se puede proporcionar un constructor por defecto

  • Cuando T tiene un miembro de referencia no estático
  • Cuando T tiene un miembro no estático o una clase base no abstracta que no puede construirse por defecto o destruirse
  • Cuando T tiene un miembro const no estático sin inicializador de miembro por defecto

• Inicialización correcta

  • T t{}; realiza inicialización por lista.
  • La inicialización por lista se divide en inicialización directa por lista e inicialización por copia con lista.
  • Ejemplo:

    struct S {
      int a;
      float b;
      char c;
    };
    S s{3, 4.0f, 'S'}; // no se llama a ningún constructor
    

• Inicialización por lista e inicialización de agregados

  • La inicialización de agregados es una forma especial de inicialización por lista, en la que cada elemento de una clase o arreglo se inicializa por copia con cada elemento de la lista de inicialización.
  • Ejemplo:

    struct A {
      const int x;
    };
    A a{}; // a.x se inicializa en 0
    

• Inicialización con paréntesis

  • La inicialización con paréntesis realiza inicialización directa no basada en lista.
  • Ejemplo:

    struct T {
      const int& r;
    };
    T t(42); // t.r es una referencia que apunta a 42
    

• Resumen

  • Las reglas de inicialización son complejas, pero escribir constructores directamente permite evitar la mayoría de los problemas.
  • Es mejor no dejarlo en manos del compilador y escribir los constructores uno mismo.

Opinión de GN⁺

• Este artículo explica bien la complejidad de las reglas de inicialización en C++.
• Entender las reglas de inicialización de C++ es importante, ya que tienen un gran impacto en la estabilidad y el rendimiento del código.
• Escribir constructores directamente es la mejor forma de evitar problemas de inicialización.
• Un lenguaje con funcionalidades similares es Rust, y en Rust las reglas de inicialización son más claras.
• Al adoptar nuevas tecnologías, es importante comprender y usar bien detalles como las reglas de inicialización.

[GN⁺]

Comentarios de Hacker News

• El resultado de inicializar t será 0

  • Esto se debe a que t se inicializa por valor y, como T no tiene un constructor predeterminado definido por el usuario, el objeto se inicializa a 0 y luego se llama al constructor predeterminado

• El constructor predeterminado inicializa los miembros de forma predeterminada, lo cual es distinto de la inicialización por valor

• GCC parece estar de acuerdo con esto

• El autor pasó por alto que en realidad está inicializando x por valor

  • El resultado sale distinto de lo esperado

• Los detalles de las reglas son complejos y a veces tienen partes poco razonables

  • Sin embargo, en la mayoría de los casos se puede obtener el resultado esperado

• Hacer explícita la inicialización predeterminada sería una gran mejora

  • Como la inicialización por valor es común, hay que escribir comentarios cuando se quiere la inicialización predeterminada
  • Una sintaxis como std::array<int, 100> = void; sería mejor

• El vínculo entre la inicialización por lista y la inicialización de agregados es que, cuando la inicialización por lista se realiza sobre un agregado, se lleva a cabo la inicialización de agregados

  • Sin embargo, si la lista tiene solo un argumento, se realiza inicialización directa

• El caso de un solo elemento funciona distinto al de dos o más elementos

  • Esto ocurre en un lenguaje donde crear structs desde un parameter pack se vuelve cada vez más simple

• Uno puede escribir su propio constructor e inicializar una tupla o arreglo al que se le proporcione un solo elemento

  • Pero en casos especiales podría llamarse al constructor equivocado

• Cuando aparecieron por primera vez las listas de inicialización de C++11, alguien notó esto y pensó que era una locura

• Se menciona "I Have No Mouth, and I Must Scream" (1967)

• Uso de la sintaxis T::T() = default;

• Se espera que la salida sea 0, pero en realidad aparecerá un valor basura

  • Algunas cosas no pueden ser perfectas

• Permite que quien consume la biblioteca pueda cambiar el comportamiento de la biblioteca

• Si se quiere más complejidad de C++, se recomienda C++ FQA

  • Han pasado 15 años, pero sigue vigente porque C++ casi no elimina características o comportamientos antiguos

• El tema del blog está inspirado en computadoras de la era DEC, pero se ve limpio y minimalista

  • Se siente fresco

• Leer esto provoca mareo

  • Hace recordar cuando se intentaba entender los constructores de Java y la inicialización de objetos

• Go y Rust no tienen constructores especiales, lo que simplifica muchas cosas

  • Da curiosidad saber si alguien ha extrañado los constructores después de dejar de usarlos

• Da curiosidad si existe alguna herramienta de C++ que muestre todos los comportamientos implícitos

  • Por ejemplo, todos los constructores agregados, constructores de copia implícitos, etc.

• Se da información incorrecta sobre la clase

  • Si se declara un constructor, no se proporciona un constructor predeterminado y la inicialización predeterminada falla con un diagnóstico del compilador

• La afirmación de que T t; "no hace nada" es incorrecta

  • En el código de ejemplo, T t; falla

• En el encabezado del blog hay un panel frontal de DEC