C++中聚合类（Aggregate Class）知识详解和注意事项

一、聚合类（Aggregate Class）概念

聚合（Aggregate） 是 C++ 中一类特殊的类类型，无用户自定义构造函数 、无私有或受保护非静态数据成员 、无虚函数 、无基类（C++11 起基类必须也是聚合且无私有/受保护成员）等。
对聚合类型，可使用 聚合初始化 （aggregate initialization）：通过花括号 {} 直接按声明顺序对成员进行初始化，无需编写构造函数。

二、C++ 标准中聚合定义演变

标准	聚合定义要素
C++98	无用户构造函数、无私有/受保护成员、无虚函数、无基类
C++11	同 C++98；允许成员带默认初始值
C++17	同 C++11；继承自 `struct` 基类仍可是聚合
C++20	放宽：允许有基类、允许有 `= default` 构造（若符合条件）

三、聚合初始化语法

cpp 复制代码

struct Point { double x, y; };

Point p1{1.0, 2.0};         // x=1.0, y=2.0
Point p2 = {3.0, 4.0};     // 等价
Point arr[] = { {0,0}, {1,1}, {2,2} };

按成员声明顺序依次匹配初始值列表。

对于带默认成员初始化的聚合，可只初始化前几个成员，剩余成员用默认值：

cpp 复制代码

struct S {
    int a{1};
    int b{2};
    int c{3};
};
S s1{10};      // a=10, b=2, c=3
S s2{10,20};   // a=10, b=20, c=3
S s3{};        // a=1, b=2, c=3

四、聚合条件详解

要成为聚合，类必须满足（C++20）：

无用户提供的构造函数 （包括 = delete 或 = default）
所有非静态数据成员均为公有
无虚基类（可以有非虚基类，只要该基类自身也是聚合）
无虚函数
无成员初始值设定以外的"专用"初始化
若有基类，则该基类也必须是聚合，且不含私有/受保护成员

注意：C++20 放宽了对 = default 构造的限制，但如果显式声明了任何构造（即使 = default），则该类不再是聚合。

五、使用聚合的优势

简洁：无需编写繁琐构造函数，即可完成对象初始化。
直观：初始化列表按成员顺序一目了然。
易于与传统 C 风格交互 ：如 memset、数组初始化等场景。

支持结构化绑定（C++17 起）：

cpp 复制代码

struct P { int x; int y; };
P p{5,6};
auto [a,b] = p;  // a=5, b=6

六、常见注意事项

初始化次序
- 聚合初始化严格按成员声明顺序，即使列表书写顺序乱也按声明顺序匹配。
禁止多余初始化器
- 提供的初始值个数不得超过成员总数，否则编译报错：
  cpp 复制代码
```
Point p{1,2,3}; // ❌ 多余
```
非聚合类型无法聚合初始化
- 如含私有成员、用户构造或虚函数，就必须使用显式构造或工厂函数。
默认成员初始化配合
- 若聚合成员已在类内提供默认值，聚合初始化可选择性覆盖。
带有引用成员
- 引用成员需在初始化列表中提供值，否则报错。
  cpp 复制代码
```
struct R { int& r; };  
int x; R rr{x}; // OK
R rr2{};       // ❌ 引用未初始化
```
数组成员初始化
- 支持对数组成员进行聚合初始化：
  cpp 复制代码
```
struct A { int a[3]; };
A a{{1,2,3}};
```

嵌套聚合

嵌套聚合成员也按顺序初始化：

cpp 复制代码

struct Inner { int i; };
struct Outer { Inner in; double d; };
Outer o{{42}, 3.14};

七、综合示例

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>

struct Address {
    std::string city;
    int zip;
};

struct Person {
    std::string name;
    int age{30};           // 默认成员初始化
    Address     address;
    double      scores[3];
};

int main() {
    // 全部成员初始化
    Person p1{"Alice", 25, {"NYC", 10001}, {90.0, 85.5, 92.0}};
    std::cout << p1.name << ", " << p1.age 
              << ", " << p1.address.city 
              << ", scores[1]=" << p1.scores[1] << "\n";

    // 部分初始化，age 使用默认
    Person p2{"Bob", /*age=*/{}, {"LA", 90001}, {}};  
    // p2.name="Bob", age=30, address.city="LA", zip=90001, scores all=0.0

    // 结构化绑定（C++17）
    auto [nm, ag, addr, scrs] = p1;
    std::cout << "Bound: " << nm << "@" << addr.city << "\n";

    return 0;
}

八、小结

聚合类 是无需编写构造函数即可用 {} 一步初始化所有成员的类型。
随 C++ 标准演进，聚合规则有所放宽，但核心要求仍是"无用户构造、无私有/受保护成员、无虚特性"。
正确利用聚合初始化，能使类型定义更简洁、初始化更直观，但应注意成员声明顺序和默认初始化的配合。