C++ 初始化列表(一)

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何謂初始化列表

與其他函數不同，建構函式除了有名字，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，後跟一系列以逗號分隔的初始化欄位。在C++中，struct和class唯一的區別就是struct的所有成員預設都是public的，所以如果不考慮成員的可訪問性，這兩者是沒有區別的，而這裡我們不考慮訪問性的問題，所以下面的代碼都以struct來示範。

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

建構函式的兩個執行階段

建構函式的執行可以分成兩個階段，初始化階段和計算階段，初始化階段先於計算階段。

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建構函式的初始化列表中。

計算階段

一般用於執行建構函式體內的賦值操作，下面的代碼定義兩個結構體，其中Test1有建構函式，拷貝建構函式及賦值運算子，為的是方便查看結果。Test2是個測試類別，它以Test1的對象為成員，我們看一下Test2的建構函式是怎麼樣執行的。

struct Test1{    Test1() // 無參建構函式    {         cout << "Construct Test1" << endl ;    }    Test1(const Test1& t1) // 拷貝建構函式    {        cout << "Copy constructor for Test1" << endl ;        this->a = t1.a ;    }    Test1& operator = (const Test1& t1) // 賦值運算子    {        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

Test1 t1 ;Test2 t2(t1) ;

輸出

解釋一下，第一行輸出結果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建構函式中的代碼，用預設的建構函式初始化對象test1，這就是所謂的初始化階段。第三行輸出對應Test1的賦值運算子，對test1執行賦值操作，這就是所謂的計算階段。

為什麼使用初始化列表

初始化類的成員有兩種方式，一是使用初始化列表，二是在建構函式體內進行賦值操作。使用初始化列表主要是基於效能問題，對於內建類型，如int, float等，使用初始化類表和在建構函式體內初始化差別不是很大，但是對於類類型來說，最好使用初始化列表，為什麼呢？由上面的測試可知，使用初始化列表少了一次調用預設建構函式的過程，這對於資料密集型的類來說，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的建構函式

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，直接調用拷貝建構函式初始化test1，省去了調用預設建構函式的過程。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

除了效能問題之外，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裡面
• 參考型別，引用必須在定義的時候初始化，並且不能重新賦值，所以也要寫在初始化列表裡面
• 沒有預設建構函式的類類型，因為使用初始化列表可以不必調用預設建構函式來初始化，而是直接調用拷貝建構函式初始化。

對於沒有預設建構函式的類，我們看一個例子。

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的建構函式中test1 = t1這一行實際上分成兩步執行。

1. 調用Test1的預設建構函式來初始化test1

2. 調用Test1的賦值運算子給test1賦值

但是由於Test1沒有預設的建構函式，所謂第一步無法執行，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。

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

成員變數的初始化順序

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。

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

再看下面的代碼

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

這裡i的值是未定義的，雖然j在初始化列表裡面出現在i前面，但是i先於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。

同樣再看看下面的代碼

class Data{

public:
int i;
int j;
int k;
Data(int a):j(a),k(i),i(i)
{
}
};
這種寫法有問題，按照此寫法，只有j的值等於a的值，k和i的值都是未定義的。

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