構造体の初期化についてのコンパイラの振る舞い

Question

前提・実現したいこと

構造体を初期化しようと、下記のようなコードを書きました。clangではコンパイルが通るのですが、GCC 8.30では、コンパイルすることができません。そもそもこのような初期化はできないということなのでしょうか。

また、言語仕様としてはどのようになっているのかご存じの方がいらっしゃいましたら、ポインタなど教えていただけるとうれしいです。

発生している問題・エラーメッセージ

コンパイルすると下記のメッセージが表示されます。

test.cpp: In function ‘int main()’:
test.cpp:16:3: error: C99 designator ‘hoge’ outside aggregate initializer
   };
   ^

該当のソースコード

struct foo {
  char hoge[32];
};

union bar {
  foo f;
  foo g;
};

int main()
{
  bar a = {
	 .f = {
		 .hoge = "Hello world"
		 }
  };
}

上記コードをもう少し単純にしてみました。

struct foo {
  char hoge[32];
};

foo a = {
  .hoge = "Hello world"
};

試したこと

Appleのclang、あるいはDebianにインストールしたclang 7.0.1ではコンパイルすることができました。

どうぞよろしくお願いいたします。

Answer 1

指示付き初期化子とかいう書き方っぽいですが，コンパイラ毎に対応状況が違うということなのではないでしょうか．
（リンク先では「C++20以上」と書かれています．）

Comments

[seiken]

回答ありがとうございます。

ご指摘の部分は、例えば3行目の';'ということですか？

これを外すと、コンパイラは

```
Expected ';' after struct definition.
```

というエラーメッセージを出します。

[fana]

（リンクと「指示付き初期化子」という言葉で答えたんで，まずはそこを見て欲しい…）
問題は
main()内の（エラーメッセージもmain()の中だと言ってますよ）
bar a = ...
の部分で，
.メンバ名 = 値
という書き方をしていることかと．

[seiken]

すみません、コメントする回答を間違えていました。
はい、問題はmain()にあるのですが、GCCでは私が書いたような書き方はできない、ということなのかなと思っています。

[fana]

> C99 designator ‘hoge’ outside aggregate initializer

ざっくり，「そのC99の書き方，無理っす^^」ということかと．

[seiken]

そ、そうですねえ。
ところが、fooの中のhogeがintであり、main()の中でhoge=1みたいに書くとコンパイルは通るのです。

[yumetodo]

それ具体的にどういうコードですか？？？

[fana]

通るパターンと通らないパターンがあるという話なのであれば…通るパターンのコードもその旨と共に質問文内に書けば，誰か詳しい人が納得な回答してくれるかもしれませんね．

[Y.H.]

↓コンパイル通りますね。。。
struct foo {
int hoge[2];
};

union bar {
foo f;
foo g;
;

int main()
{
bar a = {
.f = {
.hoge = {1,9}
}
};
}

Answer 2

fanaさんが張っているリンク先(ノートの部分)にも書いていますが、ネストされた指示付き初期化子はCでは有効でもC++では無効です。

clang++ prog.cc -Wall -Wextra -std=c++2a | Wandboxでコンパイル

と、一見通るように見えますが、

clang++ prog.cc -Wall -Wextra -std=c++2a -pedantic-errors | Wandboxでコンパイル

厳密に仕様通りかチェックを入れるとエラーになります。

言ってしまえ、現在制定段階のC++2aの規格としては間違った書き方ですが、Cの仕様に合わせてClangでは言語仕様を拡張してサポートしているが、GCCはしていないというただそれだけです。C++2aはまだ仕様として確定ではないので、CのようにOKとなる可能性はあります。

なおC11ならGCCでも厳密仕様で通ります。

gcc prog.c -Wall -Wextra -std=c11 -pedantic-errors | Wandboxでコンパイル (C用にちょっと書き換え)

Comments

[seiken]

どうやら、「Designated Initialization（指示付きの初期化）にはまだコンパイラが対応していないよ、でclangはC99仕様だからまっいっか、でコンパイルしてくれる、ということのように思いますが、結論を導きたいのでもう少しお付き合いいただけませんか？

で、この問題ネストとは違うように思います。
もう少し分解してみました。

``` C++
struct foo {
int hiyo;
char hoge[32];
};

foo a {
.hiyo =1,
.hoge = "Hello world"
};
```

これでclangで仕様チェックしたらやはりエラーになります。

そこで、

``` C++
struct foo {
int hiyo;
char hoge[32];
};

foo a {
1,
"Hello world"
};
```

とすると、clangでもGCCでもコンパイルできました。

どうでしょう、これで間違いなさそうなら、まとめを投稿してみます。

[raccy]

まず、ネストはC++2aでは規格違反であることに注意してください。

色々試すと`.hoge = {'H', '\0'}`は通りますが`.hoge = "H"`は通りません。かといって、`hoge`を`cost char *`や`std::string`にすると通ります。

ぶっちゃけ、よくわかりません。Cでは`{'H', '\0'}`と`"H"`は同等ですが、C++では文字配列の文字列リテラルの初期化として文法上の解釈が異なるため、そういった所から仕様上NGなのかも知れません。
(`const char *a = "abc";`と`const char a[] = "abc";`は動作だけでなく、初期化子の解釈の仕方そのもの(言わば文法)が異なるということ)

[seiken]

追試ありがとうございました。どうやら踏み込まないほうが良い部分に踏み込んだ気がします。Designated Initialization自体がC++としては新しい機能なのですね。ネストというのは、`.a.b`のような書き方を指していると解釈しています。今回問題にしたのはその部分ではないです。構造体の中のメンバの型がなんであれ、Designated Initializationすると、clangで`-pedantic-errors`指定でコンパイルするとエラーにしますね。

Answer 3

気になったのでちょっと調査しました。

集成体初期化#Character_arrays

文字型 (char、 signed char、 unsigned char、 char8_t、 char16_t、 char32_t、 wchar_t) の配列は、適切な文字列リテラル (波括弧で囲っても構いません) から初期化できます。 文字列リテラルの連続する文字 (暗黙の終端のヌル文字を含みます) が、配列の要素を初期化します。 配列のサイズが指定されていて、それが文字列リテラルの文字数より大きい場合、残りの文字はゼロ初期化されます。

この「配列のサイズが指定されていて、それが文字列リテラルの文字数より大きい場合、残りの文字はゼロ初期化されます」が対応できてない感じです。

以下の結果になったので、初期化時サイズぴったりに初期化するとＯＫで短いとＮＧな気がします。(char配列の場合)

今g++ (Ubuntu 7.4.0-1ubuntu1~18.04.1) 7.4.0しか手元にないのでこれで確認。

これ↓はＯＫ

struct foo {
        char hoge[4];
};

int main()
{
        foo a = {
                .hoge = "abc"
        };
}

これ↓はエラー

struct foo {
        char hoge[5];
};

int main()
{
        foo a = {
                .hoge = "abc"
        };
}

但し、char以外の場合（例えばint配列）は、要素数より短くてもＯＫな感じ。

struct foo {
        int hoge[2];
};

union bar {
        foo f;
        foo g;
};

int main()
{
        bar a = {
                .f = {
                        .hoge = {1}
                }
        };
}

Comments

[seiken]

調査ありがとうございます。

現実的には"abc\0\0\0"とかやってサイズを合わせて切り抜けるのかなと思います。

Answer 4

構造体の定義にはセミコロンつけるべきではない、ってことだと。
初期化じゃないんだから、とエラーメッセージはいってます

Comments

[yumetodo]

セミコロンは必要です

[fana]

エラーメッセージの意味が違うように思います