C++初始化列表
2018-04-19 本文已影响41人
wenmingxing
本文主要说明成员初始化列表的注意事项。
I、上帝视角看初始化列表
构造函数可以有两种构造形式，一是在构造函数体内对成员进行赋值，二是使用初始化列表：
class Test {
public:
Test() = default;
/*
Test(int x) { //在函数体内完成
Test_int = x;
}
*/
Test(int x) : Test_int(x) {} //以初始化列表形式完成
private:
int Test_int = 0;
};
II、构造函数的两个阶段
构造函数执行分为两个阶段，初始化阶段和计算阶段。
2.1 初始化阶段
所有类类型的成员都在初始化阶段初始化，即使该成员没有出现在构造函数的初始化列表中。
2.2 计算阶段
用于执行函数体内的赋值操作。
要理解这两个阶段可以观察下面的实例：
#include<iostream>
using namespace std;
class Test1 {
public:
Test1() {cout << "Construct Test1" << endl;}
//拷贝构造函数
Test1(const Test1& other) {
Test1_int = other.Test1_int;
cout << "Copy constructor Test1" << endl;
}
//拷贝赋值运算符
Test1& operator=(const Test1& other) {
//判断自赋值问题，执行swap
if (this != &other) {
Test1 temp(other); //执行一次拷贝构造函数，输出"Copy constructor Test1"
swap(temp.Test1_int, Test1_int);
}
cout << "assignment Test1" << endl;
return *this;
}
private:
int Test1_int = 0;
};
class Test2 {
public:
//自定义构造函数
Test2(const Test1& t1) {
cout << "Construct Test2" << endl;
test1 = t1; //执行计算操作
}
private:
Test1 test1;
};
int main() {
Test1 t1; //输出"Construct Test1"
cout << "===============================" << endl;
Test2 t2(t1); //首先构造Test2中的t1(输出"Construct Test1")
//然后调用Test2的自定义构造函数，其中需要调用Test1的拷贝赋值运算符(输出"assignment ...")
//在调用拷贝赋值运算符的时候，会调用拷贝构造函数(输出Copy"")
}
执行结果说明：
输出结果
III、初始化列表优势
使用初始化列表主要是考虑性能问题，对于内置类型，如int，float等，使用初始化列表和构造函数体内初始化差别不大，但对于类类型来说，最好使用初始化列表。
看下面例子：
#include<iostream>
using namespace std;
class Test1 {
public:
Test1() {cout << "Construct Test1" << endl;}
//拷贝构造函数
Test1(const Test1& other) {
Test1_int = other.Test1_int;
cout << "Copy constructor Test1" << endl;
}
//拷贝赋值运算符
Test1& operator=(const Test1& other) {
//判断自赋值问题，执行swap
if (this != &other) {
Test1 temp(other); //执行一次拷贝构造函数，输出"Copy constructor Test1"
swap(temp.Test1_int, Test1_int);
}
cout << "assignment Test1" << endl;
return *this;
}
private:
int Test1_int = 0;
};
class Test2 {
public:
//自定义构造函数
Test2(const Test1& t1) {
cout << "Construct Test2" << endl;
test1 = t1; //执行计算操作
}
private:
Test1 test1;
};
class Test3 {
public:
Test3(const Test1& t1):test1(t1){
cout << "Construct Test3" << endl;
}
private:
Test1 test1;
};
int main() {
Test1 t1; //输出"Construct Test1"
cout << "==============Test2=================" << endl;
Test2 t2(t1); //首先构造Test2中的t1(输出"Construct Test1")
//然后调用Test2的自定义构造函数，其中需要调用Test1的拷贝赋值运算符(输出"assignment ...")
//在调用拷贝赋值运算符的时候，会调用拷贝构造函数(输出Copy"")
cout << "==============Test3==================" << endl;
Test3 t3(t1);
return 0;
}
执行结果说明：
执行结果
可以看出相比于Test2的函数体内初始化，Test3使用初始化列表可以少调用Test1的构造函数。这对于数据密集型的类来说，是非常高效的。
IV、必须使用初始化列表的情况
除了III中说明的性能原因之外，有些情况下初始化列表是不可或缺的：
1、常量成员，引用类型成员：这两种成员变量只能在定义时初始化，而不能重写赋值，所以要写在初始化列表中。
2、没有默认构造函数的类类型成员。由上面的例子可以看出，使用初始化列表不用调用类类型成员的默认构造函数来初始化，而是直接使用拷贝构造函数初始化。
如下面例子：
#include<iostream>
using namespace std;
class Test1 {
public:
Test1(int a) :Test1_int(a) {}
private:
int Test1_int;
};
class Test2 {
public:
Test2(const Test1& t1) {
test1 = t1;
}
private:
Test1 test1;
};
int main() {
Test1 t1;
Test2 t2(t1);
return 0;
}
//无法完成编译
上述代码无法完成编译，因为Test2使用函数体内完成初始化，需要调用Test1的默认初始化函数，而Test1中没有默认初始化函数。
为Test1中增加默认初始化函数，则可完成Test2的初始化：
#include<iostream>
using namespace std;
class Test1 {
public:
Test1(int a):Test1_int(a) {}
Test1() = default;
private:
int Test1_int;
};
class Test2 {
public:
Test2(const Test1& t1) {
test1 = t1;
}
private:
Test1 test1;
};
int main() {
Test1 t1;
Test2 t2(t1);
return 0;
}
V 、初始化列表中初始化成员的顺序
初始化列表中初始化成员的顺序是按照成员变量声明的顺序完成的，而不是以初始化列表中的顺序。
例如，下列示例：
#include<iostream>
using namespace std;
class Test1 {
public:
Test1(int a):j(a), i(j) {} //i未定义
int i;
int j;
};
int main() {
Test1 t1(100);
cout << t1.i << " " << t1.j << endl;
return 0;
}
输出结果为：
输出结果
这是由于i未定义的原因。
【参考】
[1] C++ 初始化列表
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