C++中的對象初始化操作代碼
當對象在創(chuàng)建時獲得了一個特定的值，我們說這個對象被初始化。初始化不是賦值，初始化的含義是創(chuàng)建變量賦予其一個初始值，而賦值的含義是把當前值擦除，而以一個新值來替代。對象初始化可以分為默認初始化、直接初始化、拷貝初始化以及值初始化。
// new edit on 2020.7.23
#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
class ClassTest {
public:
//定義默認構造函數(shù)
ClassTest()
{
c[0] = '\0';
cout << "1) ClassTest()" << endl;
}
// 直接初始化
ClassTest(const char* pc)
{
strcpy_s(c, pc);
cout << "2) ClassTest (const char *pc)" << endl;
}
//復制/拷貝構造函數(shù)
ClassTest(const ClassTest& ct)
{
strcpy_s(c, ct.c);
cout << "3) ClassTest(const ClassTest& ct)" << endl;
}
//重載賦值操作符
ClassTest& operator=(const ClassTest& ct)
{
strcpy_s(c, ct.c);
cout << "4) ClassTest& operator=(const ClassTest &ct)" << endl;
return *this;
}
private:
char c[256];
};
ClassTest func(ClassTest temp) { return temp; }
int demo_test() {
cout << "ct1: ";
ClassTest ct1("ab"); // 直接初始化
cout << "ct2: ";
ClassTest ct2 = "ab"; // 直接初始化
/*
輸出說明：關于編譯優(yōu)化：
ClassTest ct2 = "ab";
它本來是要這樣來構造對象的：
首先,調用構造函數(shù)ClassTest(const char *pc)函數(shù)創(chuàng)建一個臨時對象。
然后,調用復制構造函數(shù)，把這個臨時對象作為參數(shù)，構造對象ct2。然而，編譯也發(fā)現(xiàn)，復制構造函數(shù)是
公有的，即你明確地告訴了編譯器，你允許對象之間的復制，而且此時它發(fā)現(xiàn)可以通過直接調用重載的
構造函數(shù)ClassTest(const char *pc)來直接初始化對象，而達到相同的效果，所以就把這條語句優(yōu)化為
ClassTest ct2（"ab"）。
*/
cout << "ct3: ";
ClassTest ct3 = ct1; // 復制初始化
cout << "ct4: ";
ClassTest ct4(ct1); // 復制初始化
cout << "ct5: ";
ClassTest ct5 = ClassTest(); // 默認構造函數(shù)
cout << "\nct6: "; // 依次調用 1)、2）、4），即默認、直接、重載
ClassTest ct6;
ct6 = "caoyan is a good boy!";
cout << "\nct7: ";
ClassTest ct7; // 依次調用 1)、3）、3）、4）
ct7 = func(ct6);
return 0;
}
old code:
// （1）默認初始化
int i1;//默認初始化，在函數(shù)體之外(初始化為0)
int f(void)
{
int i2;//不被初始化，如果使用此對象則報錯
}
string empty;//empty非顯示的初始化為一個空串，調用的是默認構造函數(shù)
// （2）拷貝初始化
string str1(10,'9');//直接初始化
string str2(str1);//直接初始化
string str3 = str1;//拷貝初始化
// （3）值初始化
vector<int> v1(10);//10個元素，每個元素的初始化為0
vector<string> v2(10);//10個元素，每個元素都為空
int *pi = new int;//pi指向一個動態(tài)分配的，未初始化的無名對象
string *ps = new string;//初始化為空string
int *pi = new int;//pi指向一個未初始化的int
int *pi = new int(1024);//pi指向的對象的值為1024
string *ps = new string(10,'9');//*ps為"9999999999"
string *ps1 = new string;//默認初始化為空string
string *ps2 = new string();//值初始化為空string
int *pi1 = new int;//默認初始化
int *pi2 = new int();//值初始化為0
1、C++ Copy初始化
在《inside the c++ object model》一書中談到copy constructor的構造操作，有三種情況下，會以一個object的內容作為另一個object的初值：
- 第一種情況：XXaa=a;第二種情況：XXaa(a);
- 第三種情況：externfun(XXaa);fun(a)函數(shù)調用
- 第四種情況：XXfun(){...};XXa=fun();函數(shù)返回值的時候
下面我們就上述的四種情況來一一驗證
#include <iostream>
using namespace std;
class ClassTest {
public:
ClassTest() //定義默認構造函數(shù)
{
c[0] = '\0';
cout << "ClassTest()" << endl;
}
ClassTest(const char *pc) // 直接初始化
{
strcpy_s(c, pc);
cout << "ClassTest (const char *pc)" << endl;
}
ClassTest(const ClassTest &ct) //復制構造函數(shù)
{
strcpy_s(c, ct.c);
cout << "ClassTest(const ClassTest& ct)" << endl;
}
ClassTest &operator=(const ClassTest &ct) //重載賦值操作符
{
strcpy_s(c, ct.c);
cout << "ClassTest& operator=(const ClassTest &ct)" << endl;
return *this;
}
private:
char c[256];
};
ClassTest func(ClassTest temp) { return temp; }
int main() {
cout << "ct1: ";
ClassTest ct1("ab"); //直接初始化
cout << "ct2: ";
ClassTest ct2 = "ab"; //復制初始化
/*輸出說明：
ClassTest ct2 = "ab";
它本來是要這樣來構造對象的：
首先,調用構造函數(shù)ClassTest(const char *pc)函數(shù)創(chuàng)建一個臨時對象。
然后,調用復制構造函數(shù)，把這個臨時對象作為參數(shù)，構造對象ct2。然而，編譯也發(fā)現(xiàn)，復制構造函數(shù)是
公有的，即你明確地告訴了編譯器，你允許對象之間的復制，而且此時它發(fā)現(xiàn)可以通過直接調用重載的
構造函數(shù)ClassTest(const char *pc)來直接初始化對象，而達到相同的效果，所以就把這條語句優(yōu)化為
ClassTest ct2（"ab"）。
*/
cout << "ct3: ";
ClassTest ct3 = ct1; //復制初始化
cout << "ct4: ";
ClassTest ct4(ct1); //直接初始化
cout << "ct5: ";
ClassTest ct5 = ClassTest(); //復制初始化
cout << "ct6: ";
ClassTest ct6; //復制初始化
ct6 = "caoyan is a good boy!";
cout << "ct7: ";
ClassTest ct7;
ct7 = func(ct6);
return 0;
}
測試結果：
我們可以看到，比較復雜的是ct6和ct7,其中ct6還是比較好理解的，ct7這種情況比較難懂，為什么會有兩個拷貝構造函數(shù)的調用？？？？
第一次拷貝構造函數(shù)的調用：第一次很簡單，是因為函數(shù)參數(shù)的傳遞，將ct6作為參數(shù)傳遞給temp，用ct6的值初始化temp會調用拷貝構造函數(shù)；
第二次拷貝構造函數(shù)的調用：因為要返回一個ClassTest對象，我們的編譯器怎么做？？？？首先它將temp對象拷貝到func函數(shù)的上一級棧幀中，它的上一級棧幀是main函數(shù)的棧幀，那么當函數(shù)返回時，參數(shù)出棧，temp對象的內存空間就會被收回，但是它的值已經被拷貝到main棧幀的一個預留空間中，所以從temp到預留空間的拷貝也是調用拷貝構造函數(shù)，最后一步就是給ct7賦值，毫無疑問調用賦值構造函數(shù)；對棧幀不同的同學可以看看《程序員的自我修養(yǎng)》一書，里面講得很詳細！
2、初始化列表、構造函數(shù)與=賦值之間的區(qū)別
總所周知，C++對象在創(chuàng)建之時，會由構造函數(shù)進行一系列的初始化工作。以沒有繼承關系的單個類來看，除了構造函數(shù)本身的產生與指定，還涉及到初始化步驟，以及成員初始化方式等一些細節(jié)，本篇筆記主要對這些細節(jié)進行介紹，弄清C++對象在初始化過程中一些基本運行規(guī)則。
構造函數(shù)指定
通常，我們在設計一個類的時候，會為這個類編寫對應的default constructor、copy constructor、copy assignment operator，還有一個deconstructor。即便我們僅僅編寫一個空類，編譯器在編譯時仍舊會為其默認聲明一個default constructor、copy constructor、copy assignment operator與deconstructor，如果在代碼里面存在著它們的使用場景，那么這個時候編譯器才會創(chuàng)建它們。
class MyCppClass {}
一旦我們?yōu)橐粋€類編寫了default constructor，那么編譯器也就不會為其默認生成default constructor，對于其他幾個函數(shù)也一樣。對于編譯器默認生成的constructor來說，它會以一定規(guī)則對每一個數(shù)據(jù)成員進行初始化?？紤]到成員初始化的重要性，在編寫自己的constructor時就需要嚴謹認真了，特別是在類的派生與繼承情況下這點顯得尤為重要。對于copy constructor和assignment operator的運用場景，這里不得不多說一點，見如下代碼：
#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
class MyCppClass
{
public:
MyCppClass()
{
std::cout <<"In Default Constructor!" <<std::endl;
}
MyCppClass(const MyCppClass& rhs)
{
std::cout <<"In Copy Constructor!" <<std::endl;
}
MyCppClass& operator= (const MyCppClass& rhs)
{
std::cout <<"In Copy Assignment Operator!" <<std::endl;
return *this;
}
};
int main()
{
MyCppClass testClass1; // default constructor
MyCppClass testClass2(testClass1); // copy constructor
testClass1 = testClass2; // copy assignment operator
MyCppClass testClass3 = testClass1; // copy constructor
return 0;
}
執(zhí)行結果：
這里需要注意的是，一般情況下我們總是以為在‘='運算符出現(xiàn)的地方都是調用copy assignment operator，上
面這種情況卻是個例外。也就是，當一個新對象被定義的時候，即便這個時候是使用了'='運算符，它真實調用的是初始化函數(shù)copy constructor，而不是調用copy assignment operator去進行賦值操作。
Why初始化列表
一個對象在初始化時包括了兩個步驟：
首先，分配內存以保存這個對象；
其次，執(zhí)行構造函數(shù)。
在執(zhí)行構造函數(shù)的時候，如果存在有初始化列表，則先執(zhí)行初始化列表，之后再執(zhí)行構造函數(shù)的函數(shù)體。那么，為什么會引入初始化列表呢？
C++與C相比，在程序組織上由“以函數(shù)為基本組成單位的面向過程”變遷到“基于以類為中心的面向對象”，與此同時類也作為一種復合數(shù)據(jù)類型，而初始化列表無非就是進行一些數(shù)據(jù)的初始化工作?？紤]到這里，也可以較為自然的推測初始化列表與類這種數(shù)據(jù)類型的初始化有著關聯(lián)。
在引入初始化列表之后，一個類對應數(shù)據(jù)成員的初始化就存在有兩種方式。下面是類的數(shù)據(jù)成員類型分別為內置類型、自定義類型時的一個對比。?
// 數(shù)據(jù)成員類型為內置類型
class MyCppClass
{
public:
// 賦值操作進行成員初始化
MyCppClass
{
counter = 0;
}
// 初始化列表進行成員初始化
MyCppClass : counter(0)
{
}
private:
int counter;
}
當類的數(shù)據(jù)成員類型為內置類型時，上面兩種初始化方式的效果一樣。當數(shù)據(jù)成員的類型同樣也為一個類時，初始化的過程就會有不一樣的地方了，比如：
// 數(shù)據(jù)成員類型為自定義類型：一個類
class MyCppClass
{
public:
// 賦值操作進行成員初始化
MyCppClass(string name)
{
counter = 0;
theName = name;
}
// 初始化列表進行成員初始化
MyCppClass : counter(0), theName(name)
{
}
private:
int counter;
string theName;
}
在構造函數(shù)體內的theName = name這條語句，theName先會調用string的default constructor進行初始化，之后再調用copy assignment opertor進行拷貝賦值。而對于初始化列表來說，直接通過copy constructor進行初始化。
明顯起見，可以通過如下的代碼進行測試。
#include <iostream>
#include <string>
class SubClass
{
public:
SubClass()
{
std::cout <<" In SubClass Default Constructor!" <<std::endl;
}
SubClass(const SubClass& rhs)
{
std::cout <<" In SubClass Copy Constructor!" <<std::endl;
}
SubClass& operator= (const SubClass& rhs)
{
std::cout <<" In SubClass Copy Assignment Operator!" <<std::endl;
return *this;
}
};
class BaseClass
{
public:
BaseClass(const SubClass &rhs)
{
counter = 0;
theBrother = rhs;
std::cout <<" In BaseClass Default Constructor!" <<std::endl;
}
BaseClass(const SubClass &rhs, int cnt):theBrother(rhs),counter(cnt)
{
std::cout <<" In BaseClass Default Constructor!" <<std::endl;
}
BaseClass(const BaseClass& rhs)
{
std::cout <<" In BaseClass Copy Constructor!" <<std::endl;
}
BaseClass& operator= (const BaseClass& rhs)
{
std::cout <<" In BaseClass Copy Assignment Operator!" <<std::endl;
return *this;
}
private:
int counter;
SubClass theBrother;
};
int main()
{
SubClass subClass;
std::cout <<"\nNo Member Initialization List: " <<std::endl;
BaseClass BaseClass1(SubClass);
std::cout <<"\nMember Initialization List: " <<std::endl;
BaseClass BaseClass2(SubClass, 1);
return 0;
}
執(zhí)行結果：
也就是，在涉及到自定義類型初始化的時候，使用初始化列表來完成初始化在效率上會有著更佳的表現(xiàn)。這也是初始化列表的一大閃光點。即便對于內置類型，在一些情況下也是需要使用初始化列表來完成初始化工作的，比如const、references成員變量。這里有篇筆記，對初始化列表有著非常詳盡的描述。
幾個初始化名詞
在閱讀《Accelerated C++》中文版時，總是碰到“缺省初始化”、“隱式初始化”以及“數(shù)值初始化”，最初在理解這幾個名詞的時候幾費周折，總覺得為什么一個初始化操作造出了如此多的名詞，為此沒少花時間來弄清楚它們之間的關系。
為了更好的理解它們，先對C++當中的數(shù)據(jù)類型進行簡單劃分。在C++里面，數(shù)據(jù)類型大致可以分為兩種：第一種是內置類型，比如float, int, double等；第二種是自定義類型，也就是我們常用的class, struct定義的類。在對這些類型的數(shù)據(jù)進行初始化時，差別就體現(xiàn)出來了：對于內置類型，在使用之前必須進行顯示的初始化，而對于自定義類型，初始化責任則落在了構造函數(shù)身上。
int x = 0; // 顯示初始化x SubClass subClass; // 依賴SubClass的default constructor進行初始化
上面的名詞“缺省初始化”描述的就是當內置類型或者自定義類型的數(shù)據(jù)沒有進行顯示初始化時的一種初始化狀態(tài)。而“隱式初始化”描述的是在該狀態(tài)下面進行的具體操作方式，比如對于內置類型來說，缺省初始化狀態(tài)下進行的隱式初始化實際上是未定義的，而自定義類型的隱式初始化則依賴于其constructor。
前面提到過C++不保證內置類型的初始化，但是當內置類型在作為一個類的成員時，在某些特定的條件下該內置類型的成員會被編譯器主動進行初始化，對于這個過程也就是所謂的數(shù)值初始化。在《Accelerated C++》當中列出了如下的幾種情況：
- 對象被用來初始化一個容器元素
- 為映射表添加一個新元素，對象是這個添加動作的副作用
- 定義一個特定長度的容器，對象為容器的元素
測試如下：
#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <string>
using std::cout;
using std::endl;
using std::vector;
using std::map;
using std::string;
class NumbericInitTestClass
{
public:
void PrintCounter()
{
cout <<"counter = " <<counter <<endl;
}
private:
int counter;
};
int main()
{
NumbericInitTestClass tnc;
tnc.PrintCounter();
map<string, int> mapTest;
cout <<mapTest["me"] <<endl;
vector<NumbericInitTestClass> vecNumbericTestClass(1);
vecNumbericTestClass[0].PrintCounter();
return 0;
}
對于沒有進行初始化的內置類型，是一個未定義的值2009095316，而對于2, 3種情況來說，均被初始化為0，對于第1種情況我還沒有想到合適的場景。
回過頭想想，為了書中的一些相似的名詞，去想辦法把它們湊在一起總是顯得有些牽強附會:)一些規(guī)則這里附上幾條有關初始化的基本規(guī)則，它們多來源于《Effective C++》：
1. 為內置型對象進行手工初始化，因為C++不保證初始化它們。
2. 構造函數(shù)最好使用成員初值列（member initialization list），而不要在構造函數(shù)體內使用賦值操作。初值列列出的成員變量，其排列次序應該和它們在class中聲明的次序相同。
3. C++不喜歡析構函數(shù)吐出異常。
4. 在構造函數(shù)與析構函數(shù)期間不要調用virtual函數(shù)，因為這類調用從不下降至derived class。
5. copying函數(shù)應該確保復制“對象內所有成員變量”及“所有base class成分”。
參考文章
到此這篇關于C++中的對象初始化的文章就介紹到這了,更多相關C++對象初始化內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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