[TOC] 1. 總結 無論是在初始化列表中,還是在構造函數體內,請為內置類型對象進行手工初始化,因為C++不保證初始化它們 最好使用初始化列表進行初始化,而不要在構造函數體中使用賦值;初始化列表最好列出所有的成員變數,其排列順序應該和它們在class中的聲明順序相同 為了避免"不同源文件內定義的n ...
目錄
1. 總結
- 無論是在初始化列表中,還是在構造函數體內,請為內置類型對象進行手工初始化,因為C++不保證初始化它們
- 最好使用初始化列表進行初始化,而不要在構造函數體中使用賦值;初始化列表最好列出所有的成員變數,其排列順序應該和它們在class中的聲明順序相同
- 為了避免"不同源文件內定義的non-local static對象在編譯時的初始化順序"問題,請以local static對象替換non-local static對象
2. 構造函數體 VS 初始化列表
在C++中,關於對象的初始化動作何時一定發生,何時不一定發生這個問題,最佳的處理辦法就是:永遠在使用對象之前先將它初始化。
- 對於內置類型對象,由於C++不保證是否初始化以及何時初始化它們,因此無論是在初始化列表中,還是在構造函數體內,你必須手工完成這項工作
- 對於自定義類型對象,初始化工作由構造函數進行,規則也很簡單:確保每一個構造函數都將對象的每一個成員初始化
關於在構造函數中初始化,重要的一點是不要混淆了賦值和初始化。
class PhoneNumber { ... };
class ABEntry
{
private:
std::string theName;
std::string theAddress;
std::list<PhoneNumber> thePhones;
int numTimesConsulted;
public:
ABEntry{const std::string &name, const std::string &address,
const std::list<PhoneNumber> &phones};
};
/* 正確可行但不是最好的方法:在構造函數體內對成員變數進行賦值 */
ABEntry::ABEntry{const std::string &name, const std::string &address,
const std::list<PhoneNumber> &phones}
{
theName = name; //theName、theAddress、thePhones都是賦值,
theAddress = address; //而不是初始化。
thePhones = phones;
numTimesConsulted = 0;
}
/* 較好的方法:使用初始化列表對成員變數進行初始化 */
ABEntry::ABEntry{const std::string &name, const std::string &address,
const std::list<PhoneNumber> &phones}
:theName(name),
theAddress(address),
thePhones(phones),
numTimesConsulted(0) //為了一致性,內置類型對象初始化最好也在初始化列表中進行
{
}
- 第一種方法基於賦值,首先調用default構造函數對theName、theAddress和thePhones進行初始化,然後進入構造函數,再分別對它們進行賦值。
- 第二種方法基於初始化列表,在初始化列表中使用3個參數分別對theName、theAddress和thePhones進行copy構造初始化。
對大多數類型而言,比起先調用default構造函數然後再調用operator =,單隻調用一次copy構造函數是比較高效的,有時甚至高效得多。
而對於內置類型對象如numTimesConsulted,其初始化和賦值的成本是一樣的,但為了一致性最好也通過初始化列表來初始化。
如果成員變數是const或reference,那麼不管是內置類型還是自定義類型,都一定需要初值,不能被賦值,都只能通過初始化列表進行初始化(見條款5)。
為避免需要記住何時必須使用初始化列表,何時不需要,最簡單的做法就是:
- 總是使用初始化列表
- 總是在初始化列表中列出所有成員變數
- 初始化列表中成員變數的排列順序應該和它們在class中的聲明順序相同
但是,一些class有多個構造函數,而且有許多成員變數和/或base class,如果每個構造函數都使用初始化列表,那麼就會造成大量的代碼重覆。
這種情況下,可以合理地對"賦值和初始化開銷一樣"的成員變數改用賦值操作,並將這些賦值操作封裝到一個private init函數中,供所有構造函數調用。
這種做法在"成員變數的初始值來自於文件或資料庫讀入"時特別有用。然而,比起經由賦值操作完成的"偽初始化",通過初始化列表完成的"真正初始化"通常更加可取。
3. 對象的初始化順序問題
C++在單個對象創建時有著十分固定的成員初始化順序,口訣就是"先父母,再客人,後自己"。
- 先調用父類的構造函數
- 再調用成員變數的構造函數,調用順序與聲明順序相同
- 最後調用類自身的構造函數
如果已經在初始化列表中對base class和所有成員變數進行了初始化,那就只剩下一個問題——"不同源文件內定義的non-local static對象"的初始化問題。
先來明確下概念,函數內定義的static對象稱為local static對象,其他地方定義的static對象稱為non-local static對象。
現在,我們關心的問題涉及至少兩個源文件,每個源文件中都至少含有一個non-local static對象,因此可能發生如下問題。
- 某個源文件中的non-local static對象初始化需要使用另一個源文件中的non-local static對象
- 但另一個源文件內的non-local static對象可能尚未被初始化
產生該問題的原因是C++對不同源文件中的non-local static對象初始化順序沒有明確定義,幸運的是通過一個小小的設計便可完全消除該問題,唯一需要做的是:
- 將每個non-local static對象放到自己的專屬函數中,這些函數返回一個reference指向它所含的對象
- 然後用戶調用這些專屬函數,而不直接使用這些對象
該方法實際上是用local static對象替換了non-local static對象,這也是Singleton模式的一個常見實現手法。該方法之所以管用,是因為:
- C++保證函數內的local static對象會在該第一次調用該函數時被初始化
- 如果你從未調用過這些函數,就不會引發構造和析構成本
可以看到,這種結構下的函數體往往十分簡單固定:第一行定義並初始化一個local static對象,第二行返回一個引用指向它。
這使得它們非常適合實現為inline函數,尤其是需要被頻繁調用的場合;但從另一個角度看,內含static對象也使得它們成為線程不安全函數。
class FileSystem { ... };
//static FileSystem tfs; //FileSystem.cpp中定義的non-local static對象
//tfs的專屬函數,用來替換tfs對象
FileSystem &tfs()
{
static FileSystem fs; //定義並初始化一個local static對象fs
return fs; //返回一個reference指向上述對象
}
class Directory { ... };
Directory::Directory()
{
//...
std::size_t disks = tfs().numDisks();
//...
}
//static Directory tempDir; //Directory.cpp中定義的non-local static對象,tempDir的初始化依賴於FileSystem.cpp中的tfs對象先初始化完成
//tempDir的專屬函數,用來替換tempDir對象
Directory &tempDir()
{
static Directory td; //定義並初始化一個local static對象td
return td; //返回一個reference指向上述對象
}