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C++變量初始化形式及其默認(rèn)初始值問題

 更新時間:2023年02月10日 14:13:19   作者:倒地不起的土豆  
這篇文章主要介紹了C++變量初始化形式及其默認(rèn)初始值問題,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

什么是初始化

當(dāng)對象在創(chuàng)建時獲得了一個特定的值,我們就說這個對象被初始化了。

注意:在C++語言中,初始化和賦值是兩個完全不同的操作。

初始化:創(chuàng)建變量時賦予其一個初始值。

賦值:把對象的當(dāng)前值刪除,并賦予一個新的值。

而在很多類中,初始化和賦值的區(qū)別事關(guān)底層效率問題:前者直接初始化數(shù)據(jù)成員,后者則先初始化再賦值。

初始化方式

默認(rèn)初始化

在下面情況發(fā)生:

在塊作用域中定義非靜態(tài)變量或者數(shù)組時沒有賦初值

{
	int var;
	int arr[10];
}

當(dāng)一個類本身含有類類型的成員且使用合成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)時

class B {
	int a = 1;
	int b = 2;
};
class A {
	B m_b;
};

當(dāng)類類型的成員沒有在構(gòu)造函數(shù)初始化列表中顯示地初始化時

簡單來說,如果在變量初始化時沒有指定初始值,則變量進(jìn)行默認(rèn)初始化,此時變量被賦予了默認(rèn)值,默認(rèn)值到底是什么由變量類型變量的位置決定的,我們后面會具體講解

值初始化

值初始化是只使用了初始化器(即使用了圓括號或花括號)但卻沒有提供初始值的情況。

int main()
{
	int *p = new int();//值初始化
	vector<int> vec(10);//值初始化
	//int a();錯誤的初始化方式
	int a = int();//值初始化
	return 0;
}

注意:當(dāng)不采用動態(tài)分配內(nèi)存的方式(即不采用new運(yùn)算符)時,寫成int a();是錯誤的值初始化方式,因?yàn)檫@種方式聲明了一個函數(shù)而不是進(jìn)行值初始化。如果一定要進(jìn)行值初始化,必須結(jié)合拷貝初始化使用,即寫成int a=int();

  • 對于內(nèi)置類型初始值為0
  • 對于類類型則調(diào)用其默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),如果沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),則不能進(jìn)行值初始化。
class A {//由于顯示聲明了構(gòu)造函數(shù),所以沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
public:
	A(int x) {
		a = x;
	}
	int a;
};


int main()
{
	A object{};//由于沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),初始化出錯
	cout << object.a << endl;
	return 0;
}

直接初始化/拷貝初始化

直接初始化與拷貝初始化對應(yīng),其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)理不同。

  • 直接初始化在下面情況下發(fā)生
  • 采用圓括號的方式進(jìn)行變量初始化
  • 與值初始化不同,括號里一定要有初始值
  • 用emplace成員創(chuàng)建的元素都進(jìn)行直接初始化

拷貝初始化在下面情況下發(fā)生

  • 采用等號(=)進(jìn)行初始化
  • 從一個返回類型為非引用類型的函數(shù)返回一個對象
  • 用列表初始化一個數(shù)組中的元素
int main()
{
	int a(5);//直接初始化
	vector<int>vec1(10);//值初始化
	vector<int>vec2(vec1);//直接初始化
	vector<int>vec3(10,1);//直接初始化
	int b = 10;//拷貝初始化;
	vector<int>vec4 = vec3;//拷貝初始化
}

當(dāng)使用直接初始化時,我們實(shí)際上是要求編譯器使用普通的函數(shù)匹配來選擇與我們提供的參數(shù)最匹配的構(gòu)造函數(shù)。

注意:雖然拷貝初始化看起來像是給變量賦值,實(shí)際上是執(zhí)行了初始化操作,與先定義再賦值本質(zhì)不同。

可以看下面例子:

在這里插入代碼片class Foo
{
public:
	Foo() {
		cout << "Foo()" << endl;
	};
	Foo(int n) {
		cout << "Foo(int n)" << endl;
	}
	Foo(const Foo&x) {
		cout << "Foo(const Foo&x)" << endl;
	}
	Foo& operator=(const Foo&x) {
		cout << "Foo& operator=(const Foo&x) " << endl;
		return *this;
	}
	Foo& operator+(const Foo&x) {
		a += x.a;
		cout << "Foo& operator+(const Foo&x) " << endl;
		return *this;
	}
	int a=1;
};
int main()
{
	Foo f1;//默認(rèn)初始化
	Foo f2 = f1;//拷貝初始化
	Foo f3=f1+f2;//拷貝初始化
	f3 = f2;//賦值操作
}

輸出結(jié)構(gòu):

可以看到在Foo f3=f1+f2;這行代碼中并沒有執(zhí)行賦值操作

(1)對于內(nèi)置類型變量(如int,double,bool等),直接初始化與拷貝初始化差別可以忽略不計(jì)。

(2)對于類類型的變量(如string或其他自定義類型),直接初始化調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)(調(diào)用參數(shù)類型最佳匹配的那個),拷貝初始化調(diào)用類的拷貝構(gòu)造函數(shù)。

特別的,當(dāng)對類類型變量進(jìn)行初始化時,如果類的構(gòu)造函數(shù)采用了explicit修飾而且需要隱式類型轉(zhuǎn)換時,則只能通過直接初始化而不能通過拷貝初始化進(jìn)行操作。

列表初始化

列表初始化是C++ 11 新引進(jìn)的初始化方式,它采用一對花括號({})進(jìn)行初始化操作。而在此之前,比如C++98/03 只有數(shù)組和POD類型才可以使用列表初始化。

到了C++ 11,能用直接初始化和拷貝初始化的地方都能用列表初始化,而且列表初始化能對容器進(jìn)行方便的初始化,所以在新的C++標(biāo)準(zhǔn)中,推薦使用列表初始化的方式進(jìn)行初始化。

而在某些情況下,初始化的真實(shí)含義依賴于初始值時用的是花括號還是圓括號。

代碼如下:

int main(void)
{
	vector<int>vec1(10);//vec1有10個元素,每個元素值為0
	vector<int>vec2{10};//vec2有1個元素,值為10
	vector<int>vec3(10, 1); // vec3有10個元素,每個元素值為1
	vector<int>vec4{ 10, 1 };// vec4有2個元素,值分別為10和1
}
  • 如果使用圓括號,提供的值是用來構(gòu)造對象的
  • 如果使用花括號,表明我們相要列表初始化該對象,即盡可能把花括號中的值當(dāng)成元素初始值來處理。
  • 但是如果提供的值不能用來列表初始化,則考慮通過構(gòu)造來進(jìn)行初始化vector<string>vec5{10};由于花括號里的值與元素類型不同,不能進(jìn)行列表初始化,所以將vec5有10個元素,每個元素進(jìn)行默認(rèn)初始化。

當(dāng)用于內(nèi)置類型的變量時,這種初始化形式還有一個重要的特點(diǎn):如果使用列表初始化且初始值存在丟失信息的風(fēng)險,則編譯器將報錯

int main(void)
{
	double d = 1.2345;
	int a(d), b = d;		//正確;雖然編譯器不報錯,但是會提示存在丟失信息的風(fēng)險
	int x{ d }, y = { d };//錯誤;編譯器會報錯,因?yàn)閺膁ouble轉(zhuǎn)換到int存在丟失信息的風(fēng)險。
}

默認(rèn)初始值

內(nèi)置類型的初始值由定義的位置決定

  • 定義在任何函數(shù)體之外的變量被初始化為0
  • 定義在函數(shù)體內(nèi)部的局部變量則未定義,如果試圖拷貝或者以其他形式訪問該變量,則會引發(fā)錯誤
  • 但是函數(shù)體內(nèi)部的局部靜態(tài)變量例外,如果局部靜態(tài)變量沒有顯示的初始化,它將執(zhí)行值初始化
int global_a;//值為0
short c;//值為0
int main(void)
{
	static int a;//值為0
	int b;//錯誤;未進(jìn)行初始化
}

對于類類型,其默認(rèn)初始值由類自己決定

  • 如果類中的數(shù)據(jù)成員在默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)中進(jìn)行了賦值,則默認(rèn)初始化值優(yōu)先使用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的值
  • 如果在默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)中沒有賦值,但是該數(shù)據(jù)成員提供了類內(nèi)初始值,則創(chuàng)建對象時,其默認(rèn)初始值就是類內(nèi)初始值,
  • 如果在默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)中沒有賦值且沒有類內(nèi)初始值,對于內(nèi)置類型,則其值未定義,對于類類型,則對其進(jìn)行默認(rèn)初始化
class B {
public:
	string str="123";
};
class A {
public:
	A() {
		x = 1;
	}
	int x = 5;
	int y = 10;
	B b;
};
A global_a;
int main(void)
{
	A a;
	cout << global_a.x << " " << global_a.y << " " << global_a.b.str << endl;
	cout << a.x << " " << a.y << " " << a.b.str << endl;
}

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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