C++ 初始化列表

何谓初始化列表

与其他函数不同,构造函数除了有名字,参数列表和函数体之外,还可以有初始化列表,初始化列表以冒号开头,后跟一系列以逗号分隔的初始化字段。在C++中,struct和class的唯一区别是默认的访问性不同,而这里我们不考虑访问性的问题,所以下面的代码都以struct来演示。

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

构造函数的两个执行阶段

构造函数的执行可以分成两个阶段,初始化阶段和计算阶段,初始化阶段先于计算阶段。

初始化阶段

所有类类型(class type)的成员都会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。

计算阶段

一般用于执行构造函数体内的赋值操作,下面的代码定义两个结构体,其中Test1有构造函数,拷贝构造函数及赋值运算符,为的是方便查看结果。Test2是个测试类,它以Test1的对象为成员,我们看一下Test2的构造函数是怎么样执行的。

struct Test1
{
    Test1() // 无参构造函数
    { 
        cout << "Construct Test1" << endl ;
    }

    Test1(const Test1& t1) // 拷贝构造函数
    {
        cout << "Copy constructor for Test1" << endl ;
        this->a = t1.a ;
    }

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

    int a ;
};

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

调用代码

Test1 t1 ;
Test2 t2(t1) ;

输出

解释一下,第一行输出对应调用代码中第一行,构造一个Test1对象。第二行输出对应Test2构造函数中的代码,用默认的构造函数初始化对象test1,这就是所谓的初始化阶段。第三行输出对应Test1的赋值运算符,对test1执行赋值操作,这就是所谓的计算阶段。

为什么使用初始化列表

初始化类的成员有两种方式,一是使用初始化列表,二是在构造函数体内进行赋值操作。使用初始化列表主要是基于性能问题,对于内置类型,如int, float等,使用初始化类表和在构造函数体内初始化差别不是很大,但是对于类类型来说,最好使用初始化列表,为什么呢?由上面的测试可知,使用初始化列表少了一次调用默认构造函数的过程,这对于数据密集型的类来说,是非常高效的。同样看上面的例子,我们使用初始化列表来实现Test2的构造函数

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

使用同样的调用代码,输出结果如下。

第一行输出对应 调用代码的第一行。第二行输出对应Test2的初始化列表,直接调用拷贝构造函数初始化test1,省去了调用默认构造函数的过程。所以一个好的原则是,能使用初始化列表的时候尽量使用初始化列表。

哪些东西必须放在初始化列表中

除了性能问题之外,有些时场合初始化列表是不可或缺的,以下几种情况时必须使用初始化列表

  • 常量成员,因为常量只能初始化不能赋值,所以必须放在初始化列表里面
  • 引用类型,引用必须在定义的时候初始化,并且不能重新赋值,所以也要写在初始化列表里面
  • 没有默认构造函数的类类型,因为使用初始化列表可以不必调用默认构造函数来初始化,而是直接调用拷贝构造函数初始化。

对于没有默认构造函数的类,我们看一个例子。

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

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

以上代码无法通过编译,因为Test2类中Test1 test1;需要调用默认的构造函数,但是Test1类没有无参的构造函数,但是由于Test1没有默认的构造函数,故而编译错误。正确的代码如下,使用初始化列表代替赋值操作。

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

成员变量的初始化顺序

成员是按照他们在类中出现的顺序进行初始化的,而不是按照他们在初始化列表出现的顺序初始化的,看代码。

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

再看下面的代码

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

这里i的值是未定义的,虽然j在初始化列表里面出现在i前面,但是i先于j定义,所以先初始化i,但i由j初始化,此时j尚未初始化,所以导致i的值未定义。所以,一个好的习惯是,按照成员定义的顺序进行初始化。

posted on 2010-07-04 16:59 zdd 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏

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