C++11變量初始化的問(wèn)題解讀:list-initialization
在我們實(shí)際編程中,我們經(jīng)常會(huì)碰到變量初始化的問(wèn)題,對(duì)于不同的變量初始化的手段多種多樣,比如說(shuō)對(duì)于一個(gè)數(shù)組我們可以使用 int arr[] = {1,2,3}的方式初始化,又比如對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)體:
[cpp]view plaincopy structA { intx; inty; }a={1,2};
這些不同的初始化方法都有各自的適用范圍和作用,且對(duì)于類(lèi)來(lái)說(shuō)不能用這種初始化的方法,最主要的是沒(méi)有一種可以通用的初始化方法適用所有的場(chǎng)景,因此C++11中為了統(tǒng)一初始化方式,提出了列表初始化(list-initialization)的概念。
統(tǒng)一的初始化方法
在C++98/03中我們只能對(duì)普通數(shù)組和POD(plain old data,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是可以用memcpy復(fù)制的對(duì)象)類(lèi)型可以使用列表初始化,如下:
數(shù)組的初始化列表:
?int?arr[3]?=?{1,2,3}
POD類(lèi)型的初始化列表:
[cpp]view plaincopy structA { intx; inty; }a={1,2}; 在C++11中初始化列表被適用性被放大,可以作用于任何類(lèi)型對(duì)象的初始化。如下:
[cpp]view plaincopy classFoo { public: Foo(int){} private: Foo(constFoo&); }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Fooa1(123);//調(diào)用Foo(int)構(gòu)造函數(shù)初始化 Fooa2=123;//errorFoo的拷貝構(gòu)造函數(shù)聲明為私有的,該處的初始化方式是隱式調(diào)用Foo(int)構(gòu)造函數(shù)生成一個(gè)臨時(shí)的匿名對(duì)象,再調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)完成初始化 Fooa3={123};//列表初始化 Fooa4{123};//列表初始化 inta5={3}; inta6{3}; return0; } 由上面的示例代碼可以看出,在C++11中,列表初始化不僅能完成對(duì)普通類(lèi)型的初始化,還能完成對(duì)類(lèi)的列表初始化,需要注意的是a3,a4都是列表初始化,私有的拷貝并不影響它,僅調(diào)用類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)而不需要拷貝構(gòu)造函數(shù),a4,a6的寫(xiě)法是C++98/03所不具備的(可以不寫(xiě)等號(hào)),是C++11新增的寫(xiě)法。
同時(shí)列表初始化方法也適用于用new操作等圓括號(hào)進(jìn)行初始化的地方,如下:
[cpp]view
plaincopy
int*a=newint{3};
doubleb=double{12.12};
int*arr=newint[]{1,2,3};
讓人驚奇的是在C++11中可以使用列表初始化方法對(duì)堆中分配的數(shù)組進(jìn)行初始化,而在C++98/03中是不能這樣做的。
列表初始化的一些細(xì)節(jié)
雖然列表初始化提供了統(tǒng)一的初始化方法,但是同時(shí)也會(huì)帶來(lái)一些使用上的疑惑需要各位苦逼碼農(nóng)注意,比如對(duì)下面的自定義類(lèi)型的例子:
[cpp]view plaincopy structA { intx; inty; }a={123,321}; //a.x=123a.y=321 structB { intx; inty; B(int,int):x(0),y(0){} }b={123,321}; //b.x=0b.y=0 對(duì)于自定義的結(jié)構(gòu)體A來(lái)說(shuō)也是普通的POD類(lèi)型,使用列表初始化并不會(huì)引起問(wèn)題,x,y都被正確的初始化了,但看下結(jié)構(gòu)體B和結(jié)構(gòu)體A的區(qū)別在于結(jié)構(gòu)體B定義了一個(gè)構(gòu)造函數(shù),并使用了成員初始化列表來(lái)初始化B的兩個(gè)變量,因此列表初始化在這里就不起作用了,B采用的是構(gòu)造函數(shù)的方式來(lái)完成變量的初始化工作。
那么如何區(qū)分一個(gè)類(lèi)(class struct union)是否可以使用列表初始化來(lái)完成初始化工作呢?關(guān)鍵問(wèn)題看這個(gè)類(lèi)是否是一個(gè)聚合體(aggregate),首先看下C++中關(guān)于類(lèi)是否是一個(gè)聚合體的定義:
(1)無(wú)用戶(hù)自定義構(gòu)造函數(shù)。
(2)無(wú)私有或者受保護(hù)的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
(3)無(wú)基類(lèi)
(4)無(wú)虛函數(shù)
(5)無(wú){}和=直接初始化的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。下面我們逐個(gè)對(duì)上述進(jìn)行分析。
1、首先存在用戶(hù)自定義的構(gòu)造函數(shù)的情況,示例如下:
[cpp]view plaincopy structFoo { intx; inty; Foo(int,int){cout<<"Fooconstruction";} }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,321}; cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 輸出結(jié)果為:Fooconstruction -858993460 -858993460
可以看出對(duì)于有用戶(hù)自定義構(gòu)造函數(shù)的類(lèi)使用初始化列表其成員初始化后變量值是一個(gè)隨機(jī)值,因此用戶(hù)必須以用戶(hù)自定義構(gòu)造函數(shù)來(lái)構(gòu)造對(duì)象。
2、類(lèi)包含有私有的或者受保護(hù)的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的情況
[cpp]view plaincopy structFoo { intx; inty; //Foo(int,int,double){} protected: doublez; }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,456,789.0}; cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 實(shí)例中z是一個(gè)受保護(hù)的成員變量,該程序直接在VS2013下編譯出錯(cuò),error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'initializer-list' to 'Foo',而如果將z變量聲明為static則,可以用列表初始化來(lái),示例:
[cpp]view plaincopy structFoo { intx; inty; //Foo(int,int,double){} protected: staticdoublez; }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,456};//如果寫(xiě)成Foo foo{123,456,789.0}會(huì)提示error C2078: 初始值設(shè)定項(xiàng)太多 cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 程序輸出:123 456,因此可知靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的初始化是不能通過(guò)初始化列表來(lái)完成初始化的,它的初始化還是遵循以往的靜態(tài)成員的初始化方式。
3、類(lèi)含有基類(lèi)或者虛函數(shù)
[cpp]view
plaincopy
structFoo
{
intx;
inty;
virtualvoidfunc(){};
};
int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[])
{
Foofoo{123,456};
cout<<foo.x<<""<<foo.y;
return0;
}
上例中類(lèi)Foo中包含了一個(gè)虛函數(shù),該程序也是非法的,編譯不過(guò)的,錯(cuò)誤信息和上述一樣cannot convert from 'initializer-list' to 'Foo'。
[cpp]view
plaincopy
structbase{};
structFoo:base
{
intx;
inty;
};
int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[])
{
Foofoo{123,456};
cout<<foo.x<<""<<foo.y;
return0;
}
上例中則是有基類(lèi)的情況,類(lèi)Foo從base中繼承,然后對(duì)Foo使用列表初始化,該程序也一樣無(wú)法通過(guò)編譯,錯(cuò)誤信息仍然為cannot convert from 'initializer-list' to 'Foo',
4、類(lèi)中不能有{}或者=直接初始化的費(fèi)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
[cpp]view plaincopy structFoo { intx; inty=5; }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,456}; cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 在結(jié)構(gòu)體Foo中變量y直接用=進(jìn)行初始化了,因此上述例子也不能使用列表初始化方法,需要注意的是在C++98/03中,類(lèi)似于變量y這種直接用=進(jìn)行初始化的方法是不允許的,但是在C++11中放寬了,是可以直接進(jìn)行初始化的,對(duì)于一個(gè)類(lèi)來(lái)說(shuō)如果它的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員使用了=或者{}在聲明同時(shí)進(jìn)行了初始化,那么它就不再是聚合類(lèi)型了,不適合使用列表初始化方法了。
在上述4種不再適合使用列表初始化的例子中,需要注意的是一個(gè)類(lèi)聲明了自己的構(gòu)造函數(shù)的情形,在這種情況下使用初始化列表是編譯器是不會(huì)給你報(bào)錯(cuò)的,操作系統(tǒng)會(huì)給變量一個(gè)隨機(jī)的值,這種問(wèn)題在代碼出BUG后是很難查找到的,因此這種情況不適合使用列表初始化需要特別注意,而其他不適合使用的情況編譯器會(huì)直接報(bào)錯(cuò),提醒你這些場(chǎng)景下使用列表初始化時(shí)不合法的。
那么是否有一種方法可以使得在類(lèi)不是聚合類(lèi)型的時(shí)候可以使用列表初始化方法呢?相信你肯定猜到了,作為一種很強(qiáng)大的語(yǔ)言不應(yīng)該也不會(huì)存在使用上的限制。自定義構(gòu)造函數(shù)+成員初始化列表的方式解決了上述類(lèi)是非聚合類(lèi)型使用列表初始化的限制??聪旅娴睦樱?/p>
[cpp]view
plaincopy
structFoo
{
intx;
inty=5;
virtualvoidfunc(){}
private:
intz;
public:
Foo(inti,intj,intk):x(i),y(j),z(k){cout<<z<<endl;}
};
int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[])
{
Foofoo{123,456,789};
cout<<foo.x<<""<<foo.y;
return0;
}
輸出結(jié)果為 789 123 456 ,可見(jiàn),盡管Foo中包含了私有的非靜態(tài)數(shù)據(jù)以及虛函數(shù),用戶(hù)自定義構(gòu)造函數(shù),并且使用成員列表初始化方法可以使得非聚合類(lèi)型的類(lèi)也可以使用列表初始化方法,因此在這里給各位看官提個(gè)建議,在對(duì)類(lèi)的數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化的時(shí)候盡量在類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)中用成員初始化列表的方式來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化,這樣可以防止一些意外的錯(cuò)誤。
初始化列表
在上面的使得一個(gè)類(lèi)成為非聚合類(lèi)的例子2、3、4中,這些非法的用法編譯器都報(bào)出的錯(cuò)誤是cannot convert from 'initializer-list' to 'Foo',那么這個(gè)initializer-list是什么呢?為什么使用列表初始化方法是將initializer-list轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的類(lèi)類(lèi)型呢?下面我們就來(lái)看看這個(gè)神秘的東西
1.任何長(zhǎng)度的初始化列表
在C++11中,對(duì)于任意的STL容器都與未指定長(zhǎng)度的數(shù)組有一樣的初始化能力,如: [cpp]view plaincopy intarr[]={1,2,3,4,5}; std::map