從初始化列表和構(gòu)造函數(shù)談C的初始化機(jī)制

1、【深入理解C+】從初始化列表和構(gòu)造函數(shù)談C+的初始化機(jī)制前段時(shí)間被人問及“初始化列表和構(gòu)造有什么區(qū)別？”我竟一時(shí)語塞，只好回頭拿起幾本C+的大部頭書，打開VS2012和vim開始倒騰。最后總結(jié)出如下幾點(diǎn)，希望對(duì)大家理解C+能有些幫助。（題外話：我認(rèn)為好的技術(shù)書籍和師者對(duì)人最大的幫助就是：幫助學(xué)者節(jié)省時(shí)間。）綜合而言，C+中類的初始化操作有四個(gè)部分組成：初始化列表：所有類非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員都可以在這里初始化，所有類靜態(tài)數(shù)據(jù)成員都不能在這里初始化構(gòu)造函數(shù)體：對(duì)于類非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員：const型成員不能在這里初始化引用型成員不能在這里初始化沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的成員不能在這里初始化對(duì)于類靜態(tài)數(shù)據(jù)成員：可以在這

2、里修改可修改的靜態(tài)成員，但靜態(tài)成員必須已經(jīng)在類外部初始化類外初始化：除一個(gè)特例外，所有類static數(shù)據(jù)成員必須在這里初始化，特例是類staticconstint數(shù)據(jù)成員可以在這里初始化，也可以在成員的聲明處初始化類中聲明時(shí)直接賦值：類staticconstint數(shù)據(jù)成員可以選在這里初始化。直接羅列這樣的規(guī)則，是我國(guó)大多數(shù)教科書的展開方式，記得經(jīng)典的三部曲嗎？1）定義2）定理3）例題至于來龍去脈就只能靠我們這些學(xué)子的悟性了。何其苦載！事實(shí)證明需要理清一些定理和思想的來龍去脈往往需要比這個(gè)定理更加廣闊的知識(shí)和視野，讓學(xué)生拿著空洞的課本靠領(lǐng)悟？（不要意思，又吐槽了）讓我們從一段簡(jiǎn)單的代碼開始：cp

3、pviewplaincopyclassAconstintx;public:A（）this-x=1;/*Error!*/;對(duì)很多人而言，這是什么直觀寫法，為什么就錯(cuò)了呢？其實(shí)這本質(zhì)上相當(dāng)于寫：cppviewplaincopyconstintx;x=1;所以我們只能按如下方式聲明其初始化：cppviewplaincopyclassAconstintx;public:A():x(1);再來看一段簡(jiǎn)單的代碼：htmlviewplaincopyclassAint&x;public:A(intk)this-x=k;/*Error!*/;同理這這本質(zhì)上相當(dāng)于寫：cppviewplaincopyint&x;x

4、=k;所以我們只能按如下方式聲明其初始化：cppviewplaincopyclassAconstintx;public:A(intk):x(k);有了上面兩個(gè)簡(jiǎn)單例子作為引子，我們開始進(jìn)一步討論C+初始化的全過程。其實(shí)我相信很多人還是懷著這樣一些疑問“寫在初始化列表里就相當(dāng)于int&x=k;嗎？”且讓我們來看看C+類的初始化的全過程：(1)靜態(tài)成員初始化階段：所有類的靜態(tài)成員應(yīng)該都是在這個(gè)階段初始化的。注意初始化的順序，就是操作語句的順序，例如你有一個(gè)Test類：cppviewplaincopyintTest:x=2;intTest:y=3;需要注意的是2點(diǎn)，一是初始化語句不再需要static

5、關(guān)鍵字，二是執(zhí)行順序就是語句的順序，這里是先初始化t1,再初始化t2。執(zhí)行順序的問題在靜態(tài)成員是類的時(shí)候就關(guān)系到構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用順序了。另外需要注意的是，這些靜態(tài)成員的初始化在任何具體實(shí)例被創(chuàng)建前就已經(jīng)完成了。（2）實(shí)例初始化列表工作階段：需要說的是，在用戶使用new或者其他方法開始構(gòu)建實(shí)例的時(shí)候，第一步首先是向操作系統(tǒng)申請(qǐng)內(nèi)存，初始化列表是在申請(qǐng)成功后才開始工作的。然后，根據(jù)非靜態(tài)成員的聲明順序開始執(zhí)行如下操作：.如果該成員沒有出現(xiàn)在初始化列表中：）如果是內(nèi)置非const且非引用類型，不設(shè)定初值）如果是const類型，報(bào)錯(cuò)，必須在這里給定初值3）如果是引用類型，報(bào)錯(cuò)，必須在這里給定初值）如果是

6、class類型，就調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，進(jìn)行初始化操作.如果該成員出現(xiàn)在初始化列表中：1）如果是內(nèi)置類型，就按初始化列表指定的值設(shè)定初值)如果是const類型，就按初始化列表指定的值設(shè)定初值3)如果是引用類型，就按初始化列表指定的值設(shè)定初值)如果是class類型，就調(diào)用初始化列表指定的構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行初始化操作(3)計(jì)算階段：根據(jù)構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)體進(jìn)行賦值操作，或者修改操作，在這里，靜態(tài)和非靜態(tài)數(shù)據(jù)都可以賦值和修改下面用一段代碼來測(cè)試這個(gè)過程：cppviewplaincopyclassTest1/*用于測(cè)試Test2中含有沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的成員時(shí)的情況*/public:inti;Test1(inta):

7、i(a)/*這就取消了Test1的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)*/;classTest2public:inta;/inta=1;Error:不允許數(shù)據(jù)成員初始值設(shè)定項(xiàng)constintb;staticintc;staticconstintd=4;/正確，這樣賦值也是可以的,也可以選在類聲明外進(jìn)行賦值/但是如果不賦值，則程序中沒有使用d不出錯(cuò)，使用了就會(huì)有l(wèi)inkerror/無法解析的外部命令/staticconstfloatff=4.0;Error:只有靜態(tài)常量整形數(shù)據(jù)成員才可以在類中初始化int&e;constint&f;staticint&g;staticconstint&h;/staticconstint

8、&h=x_h;Error:只有靜態(tài)常量整形數(shù)據(jù)成員才可以在類中初始化Test1t1;constTest1t2;staticTest1t3;conststaticTest1t4;Test2(intb,inte,intf,Test1t1,Test1t2):b(b),/d(4),Error:d不是類的非靜態(tài)成員或基類e(e),/如果沒有這句，Error:Test2:e沒有提供初始化值f(f),t1(t1),/如果沒有這句，Error:Test1沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)t2(t2)a=1;/b=2;/Error:表達(dá)式必須是可修改的左值，b是左值，不能修改c=3;/d=4;/Error:表達(dá)式必須是可修改的左

9、值，d是左值，但不能修改;/intTest2:a=1;/Error:非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員不能在其類的外部定義/intTest2:b=2;/Error:非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員不能在其類的外部定義intTest2:c=3;/如果沒有這句，會(huì)出現(xiàn)無法解析的外部符號(hào)public:staticintA:c/intTest2:d=4;/Error:int與聲明constint不兼容/intconstTest2:d=4;/和在類聲明里面直接寫賦值等價(jià)intx_g=5;/*這個(gè)全局變量主要用戶后續(xù)的靜態(tài)成員賦值*/intx_h=6;/*這個(gè)全局變量主要用戶后續(xù)的靜態(tài)成員賦值*/Test1x_t3（7）;/*這個(gè)全局變量主要

10、用戶后續(xù)的靜態(tài)成員賦值*/Test1x_t4（8）;/*這個(gè)全局變量主要用戶后續(xù)的靜態(tài)成員賦值/int&Test2:g=x_g;constint&Test2:h=x_h;Test1Test2:t3=x_t3;constTest1Test2:t4=x_t4;前面講了這么多具體的細(xì)節(jié)，我個(gè)人建議按如下簡(jiǎn)化規(guī)則來記憶：1）所有static成員變量在類外初始化（不管它是const，是引用，還是沒默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的對(duì)象）2）普通成員變量，是const,是引用，是沒默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的，必須在初始化列表初始化3）普通成員變量，需要復(fù)雜運(yùn)算的初始化變量，應(yīng)該在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)初始化，否則盡量在初始化列表中初始化。另外補(bǔ)充2

11、個(gè)小點(diǎn)：1）初始化列表的使用可能提高性能cppviewplaincopyclassTest3public:inta;Test3()a=0;puts(Test3constructor);Test3(Test3&t3)this-a=t3.a;puts(Test3copyconstructor);Test3&operator=(Test3&t)puts(Test3assignoperator);this-a=t.a;return*this;Test3();classTest4public:Test3t3;/Test4(Test3&t3):t3(t3)/這種方式和下面的方式有相同的效果，不同的效率/Test4(Test3&t3)this-t3=t3;(2)成員是按照他們?cè)陬愔谐霈F(xiàn)的順序進(jìn)行初始化的，而不是按照他們?cè)诔跏蓟斜沓霈F(xiàn)的順序初始化的參考如下代碼cppviewplaincopystructfoointi;intj;foo(intx):i(x),j(i);/ok,先初始化i，后初始化j;再看下面的代碼cppviewplaincopystructfoointi;intj;foo(intx)