【C++11保姆级教程】继承构造函数和花括号等式初始化器(brace-or-equal initializers)

简介: 【C++11保姆级教程】继承构造函数和花括号等式初始化器(brace-or-equal initializers)

前言


C++11引入了许多新特性,其中两个重要的特性是继承构造函数和花括号等式初始化器。这两个特性为C++开发者提供了更加便利和简洁的编码方式。本文将详细介绍继承构造函数和花括号等式初始化器的概念、用法以及示例代码,帮助读者更好地理解和应用这些特性。


一、继承构造函数(Inherited Constructors)


1.1概念解释

继承构造函数是C++11引入的一项特性,它允许子类继承父类的构造函数。这意味着子类可以直接使用父类的构造函数来初始化自身对象,无需重新实现相同的构造逻辑。

概念解释:我们可以将继承构造函数类比为家族,父类是家族的祖先,而子类则是子孙后代。假设我们在家族中需要一座新房子,而新房子可以直接继承自已有的房子,而无需重新造一座相同的房子。继承构造函数正是提供了这种便利,让子类(新房子)直接继承父类(已有的房子)的构造函数,从而避免重复工作。

我们可以使用using father::father;来继承父类构造函数


1.2示例代码

class House {
public:
    House(int rooms) : numRooms(rooms) {}
protected:
    int numRooms;
};
class NewHouse : public House {
public:
    using House::House; // 继承基类的构造函数
    // 新类的特定函数和成员
};
int main() {
    NewHouse house1(4); // 使用继承的构造函数初始化对象
    return 0;
}


1.3优势

1、代码重用:通过继承构造函数,子类可以直接使用父类的构造函数,从而避免了重复编写相同的构造逻辑。这样可以减少代码量,并且提高了代码的复用性。

2、简化子类构造过程:继承构造函数可以简化子类的构造过程。子类只需要关注自己特有的属性和行为,而父类的构造逻辑由继承完成。这样可以降低开发难度和维护成本。

3、保持一致性:通过继承构造函数,子类的对象可以具有与父类相同的初始状态。这样可以确保子类对象拥有与父类对象相同的属性和行为,从而保持了类之间的一致性。


1.4劣势

1、父类构造函数的限制:使用继承构造函数时,子类必须符合父类构造函数的要求。这可能会限制子类的设计和扩展能力。如果子类需要引入新的属性或行为,可能需要修改父类的构造函数或添加额外的逻辑。

2、父类构造函数的隐藏:使用继承构造函数时,父类的构造函数逻辑可能被隐藏起来,使得子类对象的创建和初始化过程不够直观。这可能增加理解和调试代码的难度。

3、紧密耦合的类关系:继承构造函数会导致子类与父类之间紧密耦合,使得类之间的关系变得较为僵硬。如果对于子类来说,与父类的关联仅仅是属性的继承,而不需要过多依赖和耦合,那么继承构造函数可能不是一个合适的选择。


二、花括号等式初始化器(Brace-or-Equal Initializers)


2.1花括号等式初始化器是什么?

花括号等式初始化器是C++11引入的另一项特性,它允许我们在类定义中使用花括号和等号来直接为成员变量指定默认值。这样,在对象创建的过程中,这些成员变量将自动被初始化,无需在构造函数中逐个初始化。

概念解释:假设我们是一位糕点师,我们的任务是制作各种口味的蛋糕。在制作蛋糕时,每个蛋糕都有一些共同的材料和步骤,例如面粉、糖和烘焙时间。我们可以将花括号等式初始化器视为给每个蛋糕配料米的过程,将类比为一种特定口味的蛋糕,而花括号等式初始化器则直接为蛋糕的配料(成员变量)指定了默认值。


2.2示例代码

class Cake {
public:
    int sugar{100}; // 食谱中的糖
    std::string flavor{"Vanilla"}; // 食谱中的调味品
};
int main() {
    Cake cake1; // 使用花括号等式初始化器创建对象
    return 0;
}


2.3优势

统一的初始化语法:花括号等式初始化器提供了一种统一的初始化语法,可以用于初始化各种类型的对象,包括内置类型、数组、结构体、类等。无论是简单类型还是复杂类型,都可以使用相同的初始化方式,从而简化了代码的书写和阅读。

防止窄化转换:花括号等式初始化器在初始化过程中会执行列表初始化,其中有一个重要的特点是防止窄化转换。窄化转换指的是将一种范围较大的类型值转换为范围较小的类型值,可能导致精度损失或溢出的问题。通过花括号等式初始化器,可以在编译时检测到这种潜在的转换错误。

初始化列表的灵活性:使用花括号等式初始化器可以方便地使用初始化列表进行初始化。初始化列表可以包含多个值,用逗号分隔,这提供了更多灵活性,可以一次性初始化多个成员变量或数组元素。

初始化器的初始化顺序:使用花括号等式初始化器时,对象的成员变量或数组的元素的初始化顺序是可控的。可以按照初始化列表的顺序,依次初始化相应的成员变量或数组元素,从而确保初始化顺序符合设计要求。


2.4劣势

潜在的语法歧义:在某些情况下,花括号等式初始化器可能存在语法歧义,特别是在存在继承或函数重载的情况下。编译器可能会根据不同的语境解释花括号内的值,可能导致意外的行为或编译错误。在这种情况下,可能需要显式地指定初始化的类型,以消除歧义。

不适用于部分类型:花括号等式初始化器并不适用于所有类型的对象初始化。例如,某些老旧的代码或特殊的语言构造可能不支持该初始化语法。在这种情况下,可能需要使用传统的初始化方式来初始化对象。


总结


继承构造函数和花括号等式初始化器是C++11引入的两个强大的特性。通过继承构造函数,子类可以直接继承父类的构造函数,避免了在子类中重复实现相同的构造逻辑,提高了代码的复用性。而花括号等式初始化器允许我们在类定义中直接为成员变量指定默认值,使得对象的初始化更加方便和简洁。

在实际的C++开发中,继承构造函数和花括号等式初始化器为我们节省了大量的工作和代码,提高了代码的可读性和维护性。因此,掌握并灵活应用这些特性将使我们的编程更加高效和便捷。

本文详细介绍了继承构造函数和花括号等式初始化器的概念、用法和示例代码,希翼读者通过阅读本文能够深入理解这些特性,并在日常的C++开发中加以应用。祝愿读者在使用这些特性时取得优秀的成果!

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