小结

• 使用初始化列表能够提高程序运行效率。
• 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

文章目录

• 小结
• 一、初始化列表的定义
• 二、构造函数的两个阶段
• 三、使用初始化列表的原因
• 四、必须使用初始化列表的时候
• 五、成员变量的初始化顺序

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。