带你掌握 C++ 中三种类成员初始化方式

Mike

　　

　　摘要：在 C++11 之后，声明时初始化->初始化列表->构造函数初始化。

　　本文分享自华为云社区《如何编写高效、优雅、可信代码系列（3）——类成员初始化的三种方式》，原文作者：我是一颗大西瓜。
　　首先，先得了解一下 C++支持哪几种类成员初始化的方式，你常用的又是哪一种。

• 　　初始化方式一：初始化列表

  class A
  {
  public:
    int a; // 初始化列表
    A(int a_):a(a_){}
  };

• 　　初始化方式二：构造函数初始化

  class A
  {
  public:
    int a; // 初始化列表
    A(int a_, bool b) { a = a_; }
  };

• 　　初始化方式三：声明时初始化（也称就地初始化，c++11 后支持）

  class A
  {
  public:
    int a = 1; // 声明时初始化
    A() {}
  };

　　在 C++98 中，支持了在类声明中使用等号“=”加初始值的方式，来初始化类中静态成员常量。这种声明方式我们也称之为“就地”声明。就地声明在代码编写时非常便利，不过 C++98 对类中就地声明的要求却非常高。如果静态成员不满足常量性，则不可以就地声明，而且即使常量的静态成员也只能是整型或者枚举型才能就地初始化。而非静态成员变量的初始化则必须在构造函数中进行。比如，如下代码在 c++98 中编译

class Init
{
public:
  Init(): a(0) []
  Init(int d): a(d) {}
private:
  int a;
  const static int b = 0;

  int c = 1;       // member, cannot pass build
  static int d = 0;  // member, cannot pass build

  static const double e = 1.3;    // not int or enum type, cannot pass build
  stati const char* const f = "e";  // not int or enum type, cannot pass build
}

　　这非常不方便，所以在 C++11 中，标准允许非静态成员变量的初始化有多种形式。具体而言，除了初始化列表外，在 C++11 中，标准还允许使用等号= 或者 花括号{} 进行就地的非静态成员变量初始化。

struct init {
  int a = 1;
  double b {1.2};
};

　　大家知道，有几种情况下推荐优先使用列表初始化

• const 成员变量只能用成员初始化列表来完成初始化，而不能在构造函数内赋值
  
• 初始化的数据成员是对象
  
• 需要初始化引用成员数据
  

　　具体的原因这里不细述，大家可以去看一下《C++ Primer》。
　　构造函数初始化的本质是赋值操作（"="），这个方法存在两个问题，一个是比起初始化列表和就地初始化，此方式的效率偏低；第二个是可能存在错误隐患。
　　先说第一个，赋值过程中会产生临时对象，临时对象的构造析构会造成效率损耗，初始化列表的方式就避免了产生临时对象缩带来的问题。
　　第二个是，如果你没有重写或者禁止赋值构造函数，c++会悄悄的加上默认的赋值构造函数，这个时候也有可能带来问题。
　　从 C++11 之后，这三种初始化的方法都可以使用，并不会存在冲突，但是，他们之间是有优先级顺序的，这个优先级来源于他们在初始化的时间顺序，后面初始化的会把前面的覆盖掉，成员变量的初始化顺序是声明时初始化->初始化列表->构造函数初始化
　　因此假如三种初始化方式同时存在的话，那么最后保留的成员变量值肯定是构造函数中初始化的值。

#include <iostream>
using namespace std;
class A 
{
public:
  int a = 1;
  A(int a_) :a(2) { a = 3; }
};

int main()
{
  A a;
  cout << "a.a=" << a.a << endl;
  return 0;
}

// a.a=3

　　既然初始化方式这么多，那么什么时候适用哪种呢？
　　1. 声明时初始化的使用场景

• 　　一个优点是直观，你在声明的时候顺便给一个初始值，bravo，别人在看你代码的时候，点一下调到声明也能看到你赋予的初始值，不用再去看构造函数那里给的什么值
  

• 　　第二个优点更有用了，比如你要定义多个构造函数，每个构造函数都用列表初始化的方法初始化，多麻烦呀，请看下面的例子，妈妈看了再也不用担心我想用其他初始化方法了

  class Group {
  public:
    Group() {}
    Group(int a): data(a) {}
    Group(Mem m): mem(m) {}
    Group(int a, Mem m, string n): data(a), mem(m), name(n) {}
  private:
    int data = 1;
    Mem mem{0};
    string name{"Group"};
  };

　　2. 列表初始化的使用场景
　　前面说过了三个场景，这里赘述一下

• const 成员变量只能用成员初始化列表来完成初始化，而不能在构造函数内赋值
  
• 初始化的数据成员是对象
  
• 需要初始化引用成员数据
  

　　但是，需要注意列表初始化的顺序，不过 IDE 会提示你的
　　3. 构造函数初始化的使用场景

• 　　第一个就是拷贝和赋值构造函数里（不然怎么叫赋值构造函数呢）
  
• 　　第二个就是比较无聊的情况了，比如你想把几个成员函数都初始化成一个值，请看下面例子

  class Group {
  public:
    Group() {data1 = data2 = data3 = 0;}
  private:
    int data1;
    int data2;
    int data3;
  };

　　一言以蔽之，优先就地初始化和列表初始化。
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