C++ 初始化列表

何謂初始化列表

與其他函數(shù)不同，構(gòu)造函數(shù)除了有名字，參數(shù)列表和函數(shù)體之外，還可以有初始化列表，初始化列表以冒號開頭，后跟一系列以逗號分隔的初始化字段。在C++中，struct和class的唯一區(qū)別是默認(rèn)的訪問性不同，而這里我們不考慮訪問性的問題，所以下面的代碼都以struct來演示。

struct foo
{
  string name ;
  int id ;
  foo(string s, int i):name(s), id(i){} ; // 初始化列表
};

構(gòu)造函數(shù)的兩個(gè)執(zhí)行階段

構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行可以分成兩個(gè)階段，初始化階段和計(jì)算階段，初始化階段先于計(jì)算階段。

初始化階段

所有類類型（class type）的成員都會在初始化階段初始化，即使該成員沒有出現(xiàn)在構(gòu)造函數(shù)的初始化列表中。

計(jì)算階段

一般用于執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)的賦值操作，下面的代碼定義兩個(gè)結(jié)構(gòu)體，其中Test1有構(gòu)造函數(shù)，拷貝構(gòu)造函數(shù)及賦值運(yùn)算符，為的是方便查看結(jié)果。Test2是個(gè)測試類，它以Test1的對象為成員，我們看一下Test2的構(gòu)造函數(shù)是怎么樣執(zhí)行的。

struct Test1
{
  Test1() // 無參構(gòu)造函數(shù)
  { 
    cout << "Construct Test1" << endl ;
  }

  Test1(const Test1& t1) // 拷貝構(gòu)造函數(shù)
  {
    cout << "Copy constructor for Test1" << endl ;
    this->a = t1.a ;
  }

  Test1& operator = (const Test1& t1) // 賦值運(yùn)算符
  {
    cout << "assignment for Test1" << endl ;
    this->a = t1.a ;
    return *this;
  }

  int a ;
};

struct Test2
{
  Test1 test1 ;
  Test2(Test1 &t1)
  {
    test1 = t1 ;
  }
};

調(diào)用代碼

Test1 t1 ;
Test2 t2(t1) ;

輸出

解釋一下，第一行輸出對應(yīng)調(diào)用代碼中第一行，構(gòu)造一個(gè)Test1對象。第二行輸出對應(yīng)Test2構(gòu)造函數(shù)中的代碼，用默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)初始化對象test1，這就是所謂的初始化階段。第三行輸出對應(yīng)Test1的賦值運(yùn)算符，對test1執(zhí)行賦值操作，這就是所謂的計(jì)算階段。

為什么使用初始化列表

初始化類的成員有兩種方式，一是使用初始化列表，二是在構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)進(jìn)行賦值操作。使用初始化列表主要是基于性能問題，對于內(nèi)置類型，如int, float等，使用初始化類表和在構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)初始化差別不是很大，但是對于類類型來說，最好使用初始化列表，為什么呢？由上面的測試可知，使用初始化列表少了一次調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的過程，這對于數(shù)據(jù)密集型的類來說，是非常高效的。同樣看上面的例子，我們使用初始化列表來實(shí)現(xiàn)Test2的構(gòu)造函數(shù)

struct Test2
{
  Test1 test1 ;
  Test2(Test1 &t1):test1(t1){}
}

使用同樣的調(diào)用代碼，輸出結(jié)果如下。

第一行輸出對應(yīng) 調(diào)用代碼的第一行。第二行輸出對應(yīng)Test2的初始化列表，直接調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)初始化test1，省去了調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的過程。所以一個(gè)好的原則是，能使用初始化列表的時(shí)候盡量使用初始化列表。

哪些東西必須放在初始化列表中

除了性能問題之外，有些時(shí)場合初始化列表是不可或缺的，以下幾種情況時(shí)必須使用初始化列表

• 常量成員，因?yàn)槌Ａ恐荒艹跏蓟荒苜x值，所以必須放在初始化列表里面
• 引用類型，引用必須在定義的時(shí)候初始化，并且不能重新賦值，所以也要寫在初始化列表里面
• 沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的類類型，因?yàn)槭褂贸跏蓟斜砜梢圆槐卣{(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)來初始化，而是直接調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)初始化。

對于沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的類，我們看一個(gè)例子。

struct Test1
{
  Test1(int a):i(a){}
  int i ;
};

struct Test2
{
  Test1 test1 ;
  Test2(Test1 &t1)
  {
    test1 = t1 ;
  }
};

以上代碼無法通過編譯，因?yàn)門est2類中Test1 test1;需要調(diào)用默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，但是Test1類沒有無參的構(gòu)造函數(shù)，但是由于Test1沒有默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，故而編譯錯(cuò)誤。正確的代碼如下，使用初始化列表代替賦值操作。

struct Test2
{
  Test1 test1 ;
  Test2(Test1 &t1):test1(t1){}
}

成員變量的初始化順序

成員是按照他們在類中出現(xiàn)的順序進(jìn)行初始化的，而不是按照他們在初始化列表出現(xiàn)的順序初始化的，看代碼。

struct foo
{
  int i ;
  int j ;
  foo(int x):i(x), j(i){}; // ok, 先初始化i，后初始化j
};

再看下面的代碼

struct foo
{
  int i ;
  int j ;
  foo(int x):j(x), i(j){} // i值未定義
};

這里i的值是未定義的，雖然j在初始化列表里面出現(xiàn)在i前面，但是i先于j定義，所以先初始化i，但i由j初始化，此時(shí)j尚未初始化，所以導(dǎo)致i的值未定義。所以，一個(gè)好的習(xí)慣是，按照成員定義的順序進(jìn)行初始化。

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