一、初始化列表的定义
构造函数和其他函数不同,构造函数除了有名字、参数列表和函数体外,还可以有初始化列表,即以冒号开头,后跟一系列以逗号分隔的初始化字段,如下的foo
类。
class foo{ public: foo(string s, int i):name(s), id(i){ } ; // 初始化列表 private: string name ;int id ; };
构造函数的执行分为2个阶段:
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。
二、构造函数的两个阶段
下面用到的this指针,C++中的每一个对象都能通过this指针访问自己的地址,this指针是所有成员函数的隐含参数,所以在成员函数内部,可以用来指向调用对象。
PS:友元函数没有this指针,因为友元函数不是类的成员,只有成员函数才有this指针。
#include <iostream> using namespace std; class Box{ public: // 构造函数定义 Box(double l=2.0, double b=2.0, double h=2.0) { cout <<"Constructor called." << endl; length = l; breadth = b; height = h; } double Volume(){ return length * breadth * height; } int compare(Box box){ return this->Volume() > box.Volume(); } private: double length; // Length of a box double breadth; // Breadth of a box double height; // Height of a box }; int main(void){ Box Box1(3.3, 1.2, 1.5); // Declare box1 Box Box2(8.5, 6.0, 2.0); // Declare box2 if(Box1.compare(Box2)){ cout << "Box2 is smaller than Box1" <<endl; } else{ cout << "Box2 is equal to or larger than Box1" <<endl; } return 0; }
先来看构造函数函数的2个阶段:初始化和计算。
#include<iostream> using namespace std; class Test1{ public: 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 ; }; class Test2{ public: Test1 test1 ; Test2(Test1 &t1) {test1 = t1 ;} }; int main(){ Test1 t1; Test2 t2(t1); system("pause"); return 0; }
分析上面的结果:
(1)第一行:Test1 t1;构造一个Test1对象;
(2)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
(3)第三行:输出对应Test2的赋值运算符,对test1执行赋值操作 // 这就是所谓的计算阶段
三、使用初始化列表的原因
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。
主要是性能问题,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?
由下面的测试可知,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。
class Test2{ public: Test1 test1 ; Test2(Test1 &t1):test1(t1){} }
完整代码如下:
#include<iostream> using namespace std; class Test1{ public: 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 ; }; class Test2{ public: Test1 test1 ; Test2(Test1 &t1):test1(t1){} }; int main(){ Test1 t1; Test2 t2(t1); system("pause"); return 0; }
分析上面的结果:
(1)第一行输出对应 调用代码的第一行
(2)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:能使用初始化列表的时候尽量使用初始化列表。
四、必须使用初始化列表的时候
除了性能问题之外,有些时候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
const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
class Test1{ public: Test1(int a):i(a){} int i; }; class Test2{ public: Test1 test1 ; Test2(Test1 &t1) {test1 = t1 ;} };
以上代码无法通过编译,因为Test2的构造函数中test1 = t1
这一行实际上分成两步执行:
调用 Test1 的默认构造函数来初始化 test1
由于Test1没有默认的构造函数,所以1 无法执行,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:
class Test2{ public: Test1 test1 ; Test2(int x):test1(x){} }
五、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:
\
class foo{ public: int i ;int j ; foo(int x):i(x), j(i){}; // ok, 先初始化i,后初始化j };
再比如:
class foo{ public: int i ;int j ; foo(int x):j(x), i(j){} // i值未定义 };
这里i
的值是未定义的因为虽然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
,而i
由j
初始化,此时j
尚未初始化,所以导致i
的值未定义。一个好的习惯是,按照成员定义的顺序进行初始化。