什么是 C++ 中的初始化列表？它的作用是什么？初始化列表和在构造函数体内赋值有什么区别？

时间：2024-11-23 13:57:22

在这个ConstRefClass类中，constNum是一个 const 成员变量，refNum是一个引用成员变量。通过初始化列表，可以在构造函数调用时就为它们赋值。如果不使用初始化列表，而是在构造函数体中赋值，对于 const 成员变量会导致编译错误，因为 const 变量一旦定义就不能被修改；对于引用成员变量，也不符合引用必须在定义时初始化的规则。

避免多余的默认构造和赋值操作

当类中包含其他类对象作为成员变量时，如果这些成员变量所属的类有自己的构造函数，使用初始化列表可以直接调用合适的构造函数来初始化成员变量，避免先调用默认构造函数创建对象，再通过赋值操作来给成员变量赋值。

例如，假设有一个Point类和一个Rectangle类，Rectangle类包含两个Point类对象作为其左上角和右下角的坐标。

在Rectangle类的构造函数中，通过初始化列表直接调用Point类的构造函数来初始化topLeft和bottomRight，而不是先默认构造Point对象，再通过赋值操作来设置坐标，这样可以提高效率，特别是当Point类的构造函数中有一些复杂的初始化操作时。

初始化列表和在构造函数体内赋值有什么区别？

语法形式

初始化列表：

位于构造函数的参数列表之后，函数体之前，以冒号:开头，后面跟着成员变量的初始化列表，形式为 “成员变量 (初始值)”，多个成员变量之间用逗号分隔。例如：

class MyClass {
private:
    int num;
    double value;
public:
    MyClass(int n, double v) : num(n), value(v) {
    }
};

构造函数体内赋值：

在构造函数的函数体内部，通过赋值语句来给成员变量赋值。例如：

class MyClass {
private:
    int num;
    double value;
public:
    MyClass(int n, double v) {
        num = n;
        value = v;
    }
};

初始化时机

初始化列表：

成员变量的初始化是在对象的存储空间被分配之后，构造函数体执行之前完成的。对于 const 成员变量和引用成员变量，初始化列表是初始化它们的唯一合法方式，因为这些类型的变量必须在定义时就初始化。例如：

class ConstRefExample {
private:
    const int constValue;
    int& refValue;
public:
    ConstRefExample(int n, int& ref) : constValue(n), refValue(ref) {
    }
};

构造函数体内赋值：

成员变量的赋值是在构造函数体执行时进行的，此时成员变量已经被初始化（如果没有在初始化列表中初始化，会先调用默认构造函数进行初始化），然后再进行赋值操作。这意味着对于一些不能被重新赋值的类型（如 const 成员变量），在构造函数体内赋值是不合法的。

效率差异

初始化列表：

在某些情况下效率更高。特别是当类中有其他类对象作为成员变量时，如果使用初始化列表，会直接调用成员变量所属类的构造函数进行初始化。这样可以避免先调用默认构造函数创建对象，然后再通过赋值操作来设置值，减少了一次不必要的构造和赋值过程。例如：

class InnerClass {
public:
    InnerClass() {
        // 假设这里有一些复杂的初始化操作
    }
    InnerClass(int value) {
        // 另一种构造函数，假设也有复杂操作
    }
};
class OuterClass {
private:
    InnerClass inner;
public:
    OuterClass() : inner(10) {
    }
};

在OuterClass的构造函数中，通过初始化列表调用InnerClass的有参数构造函数InnerClass(int value)直接初始化inner。如果不使用初始化列表，而是在构造函数体内赋值，就会先调用InnerClass的默认构造函数，然后再执行赋值操作，这可能会涉及到先构造一个临时对象，再进行赋值，然后销毁临时对象等额外的操作。

构造函数体内赋值：

相对来说效率可能较低，因为可能会涉及到先默认构造成员变量，然后再进行赋值的过程。但对于简单的数据类型（如基本数据类型），这种效率差异通常可以忽略不计。例如，对于int类型的成员变量，在初始化列表初始化和在构造函数体内赋值的性能差异几乎没有。

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