C++成员初始化列表详解

时间:2022-09-09 14:50:27

C++成员初始化列表详解

在初始化类的成员的时候,我们经常会有两种选择,其一是类构造函数的成员初始化列表,其二是构造函数的函数体。那么这两者的区别又是什么,成员初始化列表的具体行为到底是什么呢?

成员初始化列表和构造函数体的区别

成员初始化列表和构造函数的函数体都可以为我们的类数据成员指定一些初值,但是两者在给成员指定初值的方式上是不同的。成员初始化列表使用初始化的方式来为数据成员指定初值,而构造函数的函数体是通过赋值的方式来给数据成员指定初值。也就是说,成员初始化列表是在数据成员定义的同时赋初值,但是构造函的函数体是采用先定义后赋值的方式来做。这样的区别就造成了,在有些场景下,是必须要使用成员初始化列表的。

功能上面的区别

  1. 初始化一个引用成员变量
  2. 初始化一个const变量
  3. 当我们在初始化一个子类对象的时候,而这个子类对象的父类有一个显示的带有参数的构造函数
  4. 当调用一个类类型成员的构造函数,而它拥有一组参数的时候

在这四种情况下是必须要使用成员初始化列表来为这些类型的成员赋初值的。因为这些成员都必须用初始化的方式赋初值。比如引用和const成员变量,这些都是不接受定义之后的赋值的。而对于3的话,是因为子类对象包括父类对象,父类对象既然明确指定了带参的构造函数,那么就必须在构造子类对象的父类部分时显示调用这个构造函数,是不能依赖于合成的默认构造函数的,而这样的话,就必须在成员初始化列表中调用。4也一样,类类型的成员所在类如果有显示定义的构造函数那么也是需要在定义这个成员的同时需要显示调用的。

如果一个类中有这些类型成员的话,是必须要使用成员初始化列表的。

性能上面的区别

假设有这样一个类:

class word
{
    String _name;
    int _cnt;
public:
    word(){_name = 0; _cnt = 0}    
};

如果我们创建这样的一个类对象的话,我们可以看出它是用构造函数的函数体来完成数据成员的付初值操作的。对于普通的内置类型还好,但是当有类类型的成员的时候,成员初始化列表和构造函数体两种赋初值的效率就有区别了。

上述代码中的构造函数会被编译器扩展成如下形式:

word::word()
{
    _name.String::String();

    String temp = String(0);

    _name.String::operator=(temp);

    temp.String::~String();

    _cnt = 0;
}

可以看出,如果使用构造函数体来对类类型付初值的时候,平白无故多了很多步骤和花销。

  • 一次默认构造函数的调用
  • 一个临时对象temp的创建
  • 一次拷贝赋值运算符函数的调用
  • 一次析构函数的调用

如果我们现在改成成员列表来初始化呢?

word::word()
{
    _name.String::String(0);
    _cnt = 0;
}

代码果然简洁了许多,也减少了很多花销,前面的方法使用的是拷贝赋值运算符来给数据成员赋初值,而后面的方法是使用类的拷贝构造函数来赋初值。

成员初始化列表的行为

成员初始化列表是可以初始化类的数据成员,那么他是如何操作的呢?是通过一系列的函数调用么,不是的。成员初始化列表是按照数据成员的声明顺序,将初始化操作安排在构造函数所有usercode的前面。成员初始化列表的初始化顺序是按照类成员的声明顺序来的,所以在初始化的时候,尽量不要用次序较后的成员来初始化次序较前的成员,这样就会出问题,这也是成员初始化列表的一个弊端。

总结

成员初始化列表是有弊端的,但是在效率和一些特殊的场合下是非常有用的。如果类有中类类型的成员的话,成员初始化列表还是很好用的,但是如果仅仅只是一些内置数据类型的话,成员初始化列表和构造函数体的使用是没有什么区别的。


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