普通變量的初始化

當(dāng)我們在定義一個變量不給它指定一個初始值時，這對于全局變量和局部變量來說結(jié)果會不一樣。全局變量在程序裝入內(nèi)存時 就已經(jīng)分配好空間，程序運行期間其地址不變，它會被初始化為全0（變量的每一位都為0）。但是局部變量定義在函數(shù)內(nèi)部，存儲在棧上，當(dāng)函數(shù)被調(diào)用時，棧會分配一部分空間來存儲該局部變量（也就是只分配空間，而不管賦值），這時此空間的值是已經(jīng)有的，它是一個隨機的值，如果程序員不對它進行初始化，將會產(chǎn)生不好的后果（如果將棧空間內(nèi)存的變量初始化工作交給編譯器，則每次函數(shù)調(diào)用都會被重新賦值，則會大大增加開銷）。

示例全局變量，這些對象會被賦一個默認的初始值。如圖：

構(gòu)造函數(shù)

對象和我們前面提到的基本類型的變量一樣，定義的時候也能夠被初始化。而這些初始化操作會比基本數(shù)據(jù)類型初始化更復(fù)雜一些，不僅涉及對類內(nèi)基本數(shù)據(jù)類型的初始化，還包括進行動態(tài)內(nèi)存分配，打開文件等操作。這時就需要為類設(shè)計一個構(gòu)造函數(shù)來專門負責(zé)這些操作，對象一旦創(chuàng)建就立即調(diào)用它，對其進行強制初始化（這是強制執(zhí)行的）。

構(gòu)造函數(shù)屬于成員函數(shù)比較特殊的一種（與其他成員函數(shù)不同，它不能被顯式的調(diào)用，所以也沒有必要為它設(shè)置返回值），它在對象的初始化時起作用（設(shè)計類時往往將初始化功能在構(gòu)造函數(shù)中實現(xiàn)），我們希望創(chuàng)建出的所有變量都能被賦予有意義的能力，而不是未知的，可以在創(chuàng)建之后再次改變他，但在此之前若要使用它，將會發(fā)生意外，所以在制度上我們就要對其進行嚴(yán)防死守（使其被創(chuàng)建后一定處于良好狀態(tài)）。

構(gòu)造函數(shù)可以重載，可以編寫多個構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)列表不同。生成對象時，將會根據(jù)參數(shù)列表的參數(shù)信息決定該調(diào)用哪個構(gòu)造函數(shù)。如果沒有對參數(shù)有任何交代，編譯器就認為應(yīng)該調(diào)用無參構(gòu)造函數(shù)。

當(dāng)在局部空間或全局區(qū)創(chuàng)建自定義類型的對象時，構(gòu)造函數(shù)會被自動調(diào)用（設(shè)計好初始化后，每當(dāng)創(chuàng)建對象就會自動調(diào)用構(gòu)造函數(shù)會使每一個對象都處于良好的隨時可用的狀態(tài)）。如圖：

以上演示是在類的外部對構(gòu)造函數(shù)進行了定義，實際開發(fā)中，一般將類的定義部分放到頭文件中（.h），而類內(nèi)成員函數(shù)的實現(xiàn)放到實現(xiàn)文件中（.cc）中。這對我們在不改變類的定義的情況下修改他的成員函數(shù)提供了方便。這比在類內(nèi)直接實現(xiàn)有一個好處，就是不需要每次改變函數(shù)體都要重新編譯（前題是不改變函數(shù)聲明）。

明確一點，如果在類內(nèi)對成員函數(shù)進行了實現(xiàn)，它將會被隱式地聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)（由編譯器決定是否最終把它變?yōu)閮?nèi)聯(lián)函數(shù)）。

一般超過5行代碼的函數(shù)就沒有必要設(shè)為內(nèi)聯(lián)函數(shù)了（函數(shù)內(nèi)限制在兩個表達式最好）。

在我們只定義了有參的構(gòu)造函數(shù)后，就不會有無參的構(gòu)造函數(shù)了，需要我們自己定義一個無參的構(gòu)造函數(shù)。

class MyArray
{
	char array_;
public:
	MyArray(char a_new_array='x'):array_(a_new_array);//給出默認參數(shù)
	MyArray();
	void PrintMyArray();
};
//類實現(xiàn)省略
void test()
{
	MyArray a_long_array('c');//調(diào)用有參的構(gòu)造方法
	MyArray a_short_array();//調(diào)用無參的構(gòu)造方法
}

初始化方法一般給出形參列表，在這里對類內(nèi)成員賦初值（此時構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)體還未開始執(zhí)行），我們這里是對其輸入了一個字符。構(gòu)造函數(shù)還可以調(diào)用其他類的構(gòu)造函數(shù)來初始化對象中的成員變量（這是編譯器自動調(diào)用的，如在隱式的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換時）。當(dāng)然也可以在構(gòu)造函數(shù)函數(shù)體內(nèi)為成員變量賦值（這并不是初始化，執(zhí)行函數(shù)體后賦值之前，成員變量已經(jīng)有一個無意義的值了）。

MyArray::MyArray(char init_array)
{//進入構(gòu)造函數(shù)體后成員變量已經(jīng)有值了！
	array_=init_array;//在函數(shù)體內(nèi)進行賦值
	cout << "MyArray的構(gòu)造方法執(zhí)行了！\n";
}

形參列表具有立即性（在成員變量被創(chuàng)建時形參列表的值就立即為其初始化），而構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)需要執(zhí)行賦值語句。對于一些自定義類型的成員變量進行初始化，形參列表初始化往往比賦值語句效率更高。此外對于一些特殊的成員只能采用形參列表的方式進行初始化。

一定會生成默認構(gòu)造函數(shù)嗎？

前面我們說過，當(dāng)我們沒有編寫構(gòu)造函數(shù)時，編譯器會為我們生成一個默認的構(gòu)造函數(shù)，對于初學(xué)者來說，這就夠了，但現(xiàn)在我們要強調(diào)幾點。

1.如果類中我們沒有定義構(gòu)造函數(shù)并且類中成員變量含有自定義類型成員變量時，編譯器會生成默認構(gòu)造函數(shù)，并且調(diào)用自定義類型的構(gòu)造函數(shù)。

2.當(dāng)父類具有默認構(gòu)造函數(shù)而子類沒有任何構(gòu)造函數(shù)，當(dāng)生成子類對象時，會生成子類的默認構(gòu)造函數(shù)，在這個函數(shù)中調(diào)用父類默認構(gòu)造函數(shù)。

3.當(dāng)一個含有虛函數(shù)并且沒有構(gòu)造函數(shù)時編譯器會生成默認的構(gòu)造函數(shù)。

4.出現(xiàn)菱形繼承時，兩個父類分別進行虛繼承，當(dāng)出現(xiàn)子類對象時，子類會生成一個自己的默認構(gòu)造函數(shù)，在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)調(diào)用兩個父類的構(gòu)造函數(shù)。

5.在定義類時，直接為成員變量賦值，當(dāng)生成對象時，會調(diào)用默認構(gòu)造函數(shù)。

防止隱式類型轉(zhuǎn)換

如果構(gòu)造函數(shù)只有一個參數(shù)的話最好將此構(gòu)造函數(shù)聲明為ecplicit,他能防止編譯器將explicit的構(gòu)造函數(shù)進行隱式類型轉(zhuǎn)換。

class MyArray
{
	char array_;
	double array_length_;
public:
	MyArray(double init);
	MyArray(char init);
	void PrintMyArray(MyArray a_array);
};
void MyArray::PrintMyArray(MyArray a_array)
{//理應(yīng)接受一個對象，有時會接受一個基本類型
//此時會進行隱式類型轉(zhuǎn)換
	cout << "MyArray為："<< a_array.array_length_ << "\n";
}
void test()
{
	MyArray first_array(3.0);
	first_array.PrintMyArray(5.0);//隱式的將5.0轉(zhuǎn)化為了MyArray對象
}

修改如下：

class MyArray
{
	char array_;
	double array_length_;
public:
	explicit MyArray(double init);
	explicit MyArray(char init);
	void PrintMyArray(MyArray a_array);
};

此時調(diào)用first_array.PrintMyArray(5.0)就會報錯了。

賦值與初始化的區(qū)別

必須明確初始化和賦值的概念，當(dāng)一個對象剛被創(chuàng)建時，對它的賦值操作為初始化，而賦值是修改一個已經(jīng)存在并且有值的對象。

int a_int=1;//初始化,a_int被創(chuàng)建出來并被立即初始化
a_int=2;//賦值，a_int已經(jīng)存在，沒有新的變量被創(chuàng)建出來

初始化出現(xiàn)在構(gòu)造函數(shù)中，而賦值出現(xiàn)在operator=操作符中。

一個對象只能被初始化一次，而賦值卻可以不限制次數(shù)，在對象的聲明期內(nèi)都可以進行。而且進行賦值時可能會進行類型轉(zhuǎn)換（此時會產(chǎn)生臨時對象）。

一個構(gòu)造函數(shù)的初始化可以借用另一個構(gòu)造函數(shù)，他被稱為委托構(gòu)造函數(shù)。

class MyArray
{
	char array_;
	double array_length_{ 1.0 };
public:
	MyArray(double init, double in, double it);
	MyArray(double init);
	MyArray();
	double GetMyArrayLength();
	bool CompareMyArrayLength(MyArray a_array);
	void PrintMyArray(MyArray a_array);
};
MyArray::MyArray(double init, double in, double it)
{
	cout << "構(gòu)造函數(shù)1執(zhí)行了!" << endl;
}
MyArray::MyArray(double init) :MyArray{ init,init,init }
{
	cout << "構(gòu)造函數(shù)2執(zhí)行了!" << endl;
}
//其他函數(shù)實現(xiàn)略
void test()
{
	MyArray first_array{ 1.0,1.1,1.2 };
	MyArray second_array{ 2.0 };
}

輸出如下：

在執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)2時先利用構(gòu)造函數(shù)1進行初始化操作。

對象的計數(shù)

有時我們希望知道我們定義的一個類有多少個對象，就可以這樣操作：

class MyArray
{
	static int sum_;
public:
	MyArray();
	~MyArray();
	static int GetMyArraySum() { return sum_; }
};
int MyArray::sum_ = 0;
MyArray::MyArray()
{
	sum_++;
}
MyArray::~MyArray()
{
	sum_--;
}
void test()
{
	MyArray first_array;
	MyArray second_array;
	MyArray forth_array;
	cout << "MyArray有" << MyArray::GetMyArraySum() << "個對象" << endl;
}

輸出如下：

因為創(chuàng)建對象的時候構(gòu)造函數(shù)一定會被調(diào)用，所以它能準(zhǔn)確的記錄當(dāng)前的對象數(shù)。

成員初始化的順序

一個類中成員的初始化順序和它們在類中被聲明的順序是一致的。編譯器會忽略構(gòu)造函數(shù)中的順序，這是因為對象的析構(gòu)需要和對象的成員構(gòu)造順序相反的要求 。

所以在編程中，成員變量的初始化順序應(yīng)與類定義中的聲明順序保持一致。

class Employee
{//錯誤示范
	string email_,first_name_,last_name_;
public:
	Employee(const char* first_name,const char* last_name):first_name_(first_name),last_name_(last_name),email_(first_name_+last_name_+"@163.com"){}

類中定義的email_是在first_和last_之前的，但程序卻用其他未初始化的成員變量來為它初始化。

類的引用成員

如果類中的某個費靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是一個引用的話，所有的引用必須被明確地初始化，所以在構(gòu)造函數(shù)中都要顯示初始化。

class MyArray
{
	YourArray& a_array_;
public:
	MyArray(YourArray&);
}
MyArray::MyArray(YourArray& init)//會被報錯
{
}

這個成員引用有兩個特點，一，在創(chuàng)建a_array_時就要為它綁定一個對象，二，一旦綁定后，就不能再綁定其他變量了。

構(gòu)造函數(shù)使用注意事項

1.除非必要不要在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)做與初始化對象無關(guān)的事情，減少它的功能可以使每個函數(shù)功能更加明確，增加效率。

2.類的非靜態(tài)const成員和引用成員只能在構(gòu)造函數(shù)的初始化列表中進行初始化，這是由const和引用自身特點決定的。

3.不能同時定義一個無參的構(gòu)造函數(shù)和一個參數(shù)全部為默認值得構(gòu)造函數(shù)。

4.拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)應(yīng)為引用傳遞，如果為傳值則會與有一個參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)沖突。

參考

The C++ Programming Language (美) Bjarne Stroustrup

cpp參考：https://zh.cppreference.com

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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