C++聚合类型的列表初始化

从array容器说起

对一般的二维数组，我们可以有两种列表初始化的方式：

int arr[2][2]{ {1, 2}, {3, 4} };

int arr[2][2]{1, 2, 3, 4};

C++ 11提供了一个新的容器array，它也是一个定长数组，当我们尝试对用array定义的二维数组进行列表初始化时，会发生一些问题：

array<array<int, 2>, 2> arr{ {1, 2}, {3, 4} };  // error: too many initializers for 'array<array<int, 2>, 2>'

原生二维数组按照上面这样写可以列表初始化成功，array二维数组却不可以，只有下面几种写法能列表初始化成功：

array<array<int, 2>, 2> arr{ { { {1, 2} }, { {3, 4} } } };

array<array<int, 2>, 2> arr{ { {1, 2}, {3, 4} } };

array<array<int, 2>, 2> arr{1, 2, 3, 4};

聚合类型

之所以出现上面的情况，原因在于C++中存在一个聚合类型，而array本身是两个聚合类型的嵌套。

所谓聚合类型，指的是一个class/struct，其内部只有public数据，换句话说，就是没有protected/private数据和任何函数/方法。值得一提的是，原生数组也是聚合类型（一维原生数组是一层聚合类型，二维原生数组是二层聚合类型）。

对于array来讲，我们可以认为下面两种定义是等价的，也就是说array本身就是两个聚合类型的嵌套，第一个聚合类型内部只有一个数据成员（为原生数组），而原生数组这个数据成员又是一个聚合类型：

struct array {
    int data[2];
}arr;

array<int, 2> arr;

在列表初始化时，每有一层聚合的嵌套，就需要一个大括号，所以如果我们把大括号写全，array的列表初始化应该是：

array<int, 2> arr{ {1, 2} };

array<array<int, 2>, 2> arr{ { { {1, 2} }, { {3, 4} } } };

原生数组的列表初始化应该是这样的：

int arr[2]{1, 2};

int arr[2][2]{ {1, 2}, {3, 4} };

大括号省略

可是下面几种写法居然也是正确的：

int arr[2][2]{1, 2, 3, 4};

array<array<int, 2>, 2> arr{ { {1, 2}, {3, 4} } };

array<array<int, 2>, 2> arr{1, 2, 3, 4};

这就不得不提到C++在列表初始化时的一个语法糖：大括号省略。

C++允许在聚合的数据成员仍然是聚合时，只写最外层一层大括号，当有大括号被省略时，编译器会按照内层聚合所含的数据个数进行依次填充。

// 两层聚合类型，只写最外层大括号
int arr[2][2]{1, 2, 3, 4};

// 四层聚合类型，第三、四层只写最外层大括号，第一、二层大括号写全
array<array<int, 2>, 2> arr{ { {1, 2}, {3, 4} } };

// 四层聚合类型，只写最外层大括号
array<array<int, 2>, 2> arr{1, 2, 3, 4};

甚至，连这种写法都是正确的：

// 四层聚合类型，第二、三、四层只写最外层大括号，第一层大括号写全
array<array<int, 2>, 2> arr{ {1, 2, 3, 4} };

总结

由于array容器内部也是定义了原生数组，而且列表初始化array容器的时候一不小心就会出错，所以说除非真的有必要，否则尽量不使用array容器，直接用原生数组即可。

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