C++ 初始化列表
何謂初始化列表
與其他函數不同,構造函數除了有名字,參數列表和函數體之外,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的唯一區別是默認的訪問性不同,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。
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struct foo { string name ; int id ; foo(string s, int i):name(s), id(i){} ; // 初始化列表 }; |
構造函數的兩個執行階段
構造函數的執行可以分成兩個階段,初始化階段和計算階段,初始化階段先于計算階段。
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在構造函數的初始化列表中。
計算階段
一般用于執行構造函數體內的賦值操作,下面的代碼定義兩個結構體,其中Test1有構造函數,拷貝構造函數及賦值運算符,為的是方便查看結果。Test2是個測試類,它以Test1的對象為成員,我們看一下Test2的構造函數是怎么樣執行的。
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struct Test1 { Test1() // 無參構造函數 { cout << "Construct Test1" << endl ; } Test1( const Test1& t1) // 拷貝構造函數 { cout << "Copy constructor for Test1" << endl ; this ->a = t1.a ; } Test1& operator = ( const Test1& t1) // 賦值運算符 { cout << "assignment for Test1" << endl ; this ->a = t1.a ; return * this ; } int a ; }; struct Test2 { Test1 test1 ; Test2(Test1 &t1) { test1 = t1 ; } }; |
調用代碼
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Test1 t1 ; Test2 t2(t1) ; |
輸出
解釋一下,第一行輸出對應調用代碼中第一行,構造一個Test1對象。第二行輸出對應Test2構造函數中的代碼,用默認的構造函數初始化對象test1,這就是所謂的初始化階段。第三行輸出對應Test1的賦值運算符,對test1執行賦值操作,這就是所謂的計算階段。
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,二是在構造函數體內進行賦值操作。使用初始化列表主要是基于性能問題,對于內置類型,如int, float等,使用初始化類表和在構造函數體內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用默認構造函數的過程,這對于數據密集型的類來說,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現Test2的構造函數
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struct Test2 { Test1 test1 ; Test2(Test1 &t1):test1(t1){} } |
使用同樣的調用代碼,輸出結果如下。
第一行輸出對應 調用代碼的第一行。第二行輸出對應Test2的初始化列表,直接調用拷貝構造函數初始化test1,省去了調用默認構造函數的過程。所以一個好的原則是,能使用初始化列表的時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,有些時場合初始化列表是不可或缺的,以下幾種情況時必須使用初始化列表
- 常量成員,因為常量只能初始化不能賦值,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
- 沒有默認構造函數的類類型,因為使用初始化列表可以不必調用默認構造函數來初始化,而是直接調用拷貝構造函數初始化。
對于沒有默認構造函數的類,我們看一個例子。
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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,因為Test2類中Test1 test1;需要調用默認的構造函數,但是Test1類沒有無參的構造函數,但是由于Test1沒有默認的構造函數,故而編譯錯誤。正確的代碼如下,使用初始化列表代替賦值操作。
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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的順序進行初始化的,而不是按照他們在初始化列表出現的順序初始化的,看代碼。
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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
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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j尚未初始化,所以導致i的值未定義。所以,一個好的習慣是,按照成員定義的順序進行初始化。
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