C++11委托構造函數和繼承構造函數的實現
引言
在C++11標準中，引入了委托構造函數和繼承構造函數這兩個重要的特性。這些特性不僅提升了代碼的性能，還增強了代碼的可讀性和可維護性。對于初學者來說，理解和掌握這些特性是邁向高級C++編程的關鍵一步。本文將詳細介紹委托構造函數和繼承構造函數的基本概念、使用方法以及實際應用場景，幫助你從入門到精通。
一、委托構造函數
1.1 委托構造函數的定義與作用
委托構造函數是C++11引入的一個特性，它允許一個構造函數調用同一個類中的另一個構造函數來完成對象的初始化。這種特性可以減少代碼冗余，提高代碼的可維護性，同時也使得代碼結構更加清晰。例如，在一個類中可能有多個構造函數，它們之間存在一些重復的初始化代碼，使用委托構造函數可以避免這些重復代碼的出現。
1.2 委托構造函數的語法
委托構造函數的語法格式如下：
class MyClass {
public:
// 目標構造函數
MyClass(int param1, int param2) {
// 構造函數的具體實現
}
// 委托構造函數
MyClass(int param) : MyClass(param, 0) {
// 委托給另一個構造函數完成初始化
}
};
在上述代碼中，第一個構造函數接受兩個參數，而第二個構造函數只接受一個參數。第二個構造函數使用了初始化列表的方式，通過委托給第一個構造函數來完成對象的初始化。
1.3 委托構造函數的使用示例
下面通過一個具體的例子來詳細解析委托構造函數的使用：
#include <iostream>
using namespace std;
class Test {
public:
Test() {};
Test(int max) {
this->m_max = max > 0 ? max : 100;
}
Test(int max, int min) : Test(max) {
this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;
}
Test(int max, int min, int mid) : Test(max, min) {
this->m_middle = mid < max && mid > min ? mid : 50;
}
int m_min;
int m_max;
int m_middle;
};
int main() {
Test t(90, 30, 60);
cout << "min: " << t.m_min << ", middle: " << t.m_middle << ", max: " << t.m_max << endl;
return 0;
}
在這個例子中，Test(int max, int min) 構造函數委托給 Test(int max) 構造函數，Test(int max, int min, int mid) 構造函數委托給 Test(int max, int min) 構造函數，這樣可以避免在多個構造函數中重復初始化 m_max 和 m_min。
1.4 委托構造函數的注意事項
- 避免形成閉環(huán)：委托構造函數的鏈式調用不能形成一個閉環(huán)（死循環(huán)），否則會在運行期拋異常。例如：
class MyClass {
public:
MyClass(int param1) : MyClass(param1, 0) {
// 委托給另一個構造函數完成初始化
}
MyClass(int param1, int param2) : MyClass(param1) {
// 錯誤:形成了閉環(huán)
}
};
- 多層鏈式調用建議寫在初始化列表中：如果要進行多層構造函數的鏈式調用，建議將構造函數的調用寫在初始列表中而不是函數體內部，否則編譯器會提示形參的重復定義。例如：
class Test {
public:
Test(int max) {
this->m_max = max > 0 ? max : 100;
}
Test(int max, int min) {
Test(max); // 錯誤，編譯器會報錯，提示形參max被重復定義
this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;
}
};
- 避免重復初始化變量：在初始化列表中調用了委托構造函數初始化某個類成員變量之后，就不能在初始化列表中再次初始化這個變量了。例如：
class Test {
public:
Test(int max, int min) : Test(max), m_max(max) {
// 錯誤，使用了委托構造函數就不能再次m_max初始化了
this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;
}
};
二、繼承構造函數
2.1 繼承構造函數的定義與作用
在C++11之前，如果基類有多個構造函數，派生類需要為自己需要用到的每一個基類構造函數編寫對應的構造函數，即使這些派生類構造函數只是簡單地將參數傳遞給基類構造函數。這不僅增加了代碼量，也提高了維護成本。繼承構造函數允許派生類繼承基類的所有構造函數，從而無需在派生類中顯式定義這些構造函數。這樣做可以顯著減少代碼重復，使得派生類的編寫更加簡潔明了。
2.2 繼承構造函數的語法
繼承構造函數的語法格式如下：
class Base {
public:
Base() {
// 默認構造函數的實現
}
Base(int value) {
// 帶參數的構造函數實現
}
};
class Derived : public Base {
public:
using Base::Base; // 繼承基類的所有構造函數
};
在這個示例中，通過在派生類中使用 using Base::Base; 語句，Derived 類自動繼承了 Base 類的所有構造函數。不需要在 Derived 類中顯式定義這些構造函數，就可以像使用 Base 類的構造函數那樣使用它們來初始化 Derived 類的對象。
2.3 繼承構造函數的使用示例
下面通過一個具體的例子來詳細解析繼承構造函數的使用：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Base {
public:
Base(int i) : m_i(i) { }
Base(int i, double j) : m_i(i), m_j(j) { }
Base(int i, double j, string k) : m_i(i), m_j(j), m_k(k) { }
int m_i;
double m_j;
string m_k;
};
class Child : public Base {
public:
using Base::Base;
};
int main() {
Child c(520, 13.14, "i love you");
cout << "int: " << c.m_i << ", double: " << c.m_j << ", string: " << c.m_k << endl;
return 0;
}
通過測試代碼可以看出，在子類中初始化從基類繼承的類成員，使用繼承構造函數可以避免在子類中重新定義和基類一致的構造函數，使得代碼更加精簡。
2.4 繼承構造函數的注意事項
- 同名構造函數沖突：如果從多個基類中繼承了相同的構造函數（即形參列表完全相同），則程序將產生錯誤。例如：
struct Base1 {
Base1() = default;
Base1(const std::string&);
Base1(std::shared_ptr<int>);
};
struct Base2 {
Base2() = default;
Base2(const std::string&);
Base2(int);
};
// 錯誤: D1 試圖從兩個基類中都繼承D1::D1(const string&)
struct D1 : public Base1, public Base2 {
using Base1::Base1; //從 Base1 繼承構造函數
using Base2::Base2; //從 Base2 繼承構造函數
};
在這種情況下，派生類必須為該構造函數定義它自己的版本：
struct D2 : public Base1, public Base2 {
using Base1::Base1; //從 Base1 繼承構造函數
using Base2::Base2; //從 Base2 繼承構造函數
// D2 必須自定義一個接受 string 的構造函數
D2(const string& s) : Base1(s), Base2(s) { }
D2() = default; // 一旦 D2 定義了它自己的構造函數，則必須出現
};
- 默認實參不繼承：當一個基類構造函數含有默認實參時，這些實參并不會被繼承。相反，派生類將獲得多個繼承的構造函數，其中每個構造函數分別省略掉一個含有默認實參的形參。例如，如果基類有一個接受兩個形參的構造函數，其中第二個形參含有默認實參，則派生類將獲得兩個構造函數：一個構造函數接受兩個形參（沒有默認實參）；另一個構造函數只接受一個形參，它對應于基類中最左側的沒有默認值的那個形參。
三、總結
委托構造函數和繼承構造函數是C++11中非常強大的特性，它們?yōu)镃++程序員提供了更多的編程選擇和優(yōu)化機會。通過使用委托構造函數，我們可以減少代碼冗余，提高代碼的可維護性；而繼承構造函數則可以簡化派生類構造函數的編寫，提高代碼的復用性。在實際編程中，合理運用這些特性可以讓我們的代碼更加高效、安全和易于理解。希望本文能夠幫助你更好地理解和掌握C++11中的委托構造函數和繼承構造函數，從而提升你的C++編程水平。
到此這篇關于C++11委托構造函數和繼承構造函數：從入門到精通的文章就介紹到這了,更多相關C++11委托構造函數和繼承構造函數內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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