概述
定义:列表初始化是C++11引入的新标准,目的是统一初始化方式
C++11以前只能使用列表初始化来初始化内置类型数组和POD类型对象,C++11中列表初始化可以用于初始化任何类型对象
- POD(plain old data)类型:仅由内置类型变量构成且不含指针的类,简单来说是可以直接使用memcpy复制的对象
- 聚合体(aggregate):聚合体一定是POD类型
- 无自定义构造函数
- 无私有或保护的非静态数据成员(静态成员与单独对象无关,故不影响初始化)
- 无基类
- 无虚函数
- 无类内已经初始化的非静态数据成员
注意:区分列表初始化和初始化列表
列表初始化:用{}进行初始化的方式
初始化列表:构造函数体前对对象成员直接进行初始化的列表
initializer_list:一种用于未定参数的轻量STL容器
实现机制详解
对内置类型对象、POD对象和类对象的列表初始化实现细节是不同的
POD类型的列表初始化
- 此处POD类型包括:内置类型、聚合体类
- 内置类型数组按照顺序初始化
- C++11标准中列表初始化会防止可能导致潜在信息丢失的类型缩小(即不能像赋值一样将大类型如int隐式转换成小类型如char)
- 聚合体类按照成员定义顺序依次初始化
含有构造函数的类的列表初始化(C++11)
- 通过{}进行初始化和()结果一致【即通过()调用构造函数的地方都可以完全等价地用{}代替】,都是直接用括号内的值调用对应构造函数直接初始化对象,并不会先生成临时对象再拷贝
- ={}与{}是等价的语法【即加不加=对初始化行为没有影响】,均不会调用拷贝运算符或拷贝构造函数
- 与内置类型的列表初始化一致,C++11的列表初始化只能用于初始化,不能用于已初始化对象的赋值
- 实际机制猜想:传递的实际参数为initializer_list类型,通过匹配重载函数实现调用【我不知道怎么验证这个过程,求大佬解答】
列表初始化用于函数返回值
- 在返回值类型为对象(不能是对象的引用)的函数中可以返回{}的列表初始化
- {}返回值的实际类型为initiallizer list(但不能声明为std::initializer_list),相当于返回构造函数的表达式,因此类型不能是对象的引用
引入std::initializer_list
- initializer_list为一个轻量级STL模板,声明在头文件<initializer_list>中,定义在命名空间std中
- 任意的STL容器都与未指定长度的数组有一样的初始化能力,可以填入任何数量的同类型数据,因此可以用STL容器轻易对固定类型的类进行赋值
- initializer_list是一个轻量级的模板,可以接受任意长度的同类型的数据也就是接受可变长参数,同时作为STL容器它具有STL容器的共同特征(如迭代器)
- 只有三个成员接口:begin() end() size()
- 只能被整体的初始化和赋值,迭代器遍历的数据仅可读,不能对单个数据进行修改
- 所有{}对象都是隐式创建的std::initializer_list类型字面量(右值),广泛用于实现列表初始化(不需要头文件)
代码验证
class testClass
{
private:
int a;
int b;
public:
testClass() :a(0), b(0) {
cout << "default init\n";
}
testClass(int a) :a(a), b(a) {
cout << "sing-val init\n";
}
testClass(int a, int b) :a(a), b(b) {
cout << "val init\n";
}
testClass(testClass& temp) :a(temp.a), b(temp.b) {
cout << "copy init\n";
}
testClass& operator=(testClass& temp) {
//testClass& newobj = *this;
a = temp.a;
b = temp.b;
cout << "copy assign\n";
return *this;
}
testClass& operator=(int x) {
a = x;
b = x;
cout << "int-convert assign\n";
//testClass& newobj = *this;
return *this;
}
testClass& operator++() {
a++;
b++;
}
void printVal(ostream& os) {
os << "a=" << a << "\n";
os << "b=" << b << "\n";
}
};
using tc = testClass;
tc& makeObj(int x, int y)
{
return { x,y };
}
int main()
{
tc a(1, 1); //val init
tc b{ 1,1 }; //val init
tc c = { 1,1 }; //val init
tc d = tc{ 1,1 }; //val init
cout << endl;
tc* e = new tc[2]; //default init *2
cout << endl;
tc* f = new tc[3]{ {1,1},{2,2},{3,3} }; //val init *3
cout << endl;
tc* g = new tc[5]{ {1,1},{1} }; // val init + sing-val init + default init *3
cout << endl;
cout << "testing return val of init_list\n";
tc h = makeObj(2, 2); //val init
tc i = h; //copy init
i = d; //copy assign
i.printVal(cout);
return 0;
}
以下为运行截图
列表初始化测试
添加initializer_list为参数的构造函数后
testClass::testClass(initializer_list<int> list) :a(0), b(0)
{
int ab = 1;
for (auto it = list.begin(); it != list.end(); it++)
{
if (ab)
a += *it;
else
b += *it;
}
cout << "init_list init\n";
}
int main()
{
tc a(1, 1); //val init
tc b{ 1,1 }; //val init
tc c = { 1,1 }; //val init
tc d = tc{ 1,1 }; //val init
cout << endl;
tc* e = new tc[2]; //default init *2
cout << endl;
tc* f = new tc[3]{ {1,1},{2,2},{3,3} }; //val init *3
cout << endl;
tc* g = new tc[5]{ {1,1},{1} }; // val init + sing-val init + default init *3
cout << endl;
cout << "testing return val of init_list\n";
tc h = makeObj(2, 2); //val init
tc i = h; //copy init
i = d; //copy assign
i.printVal(cout);
cout << endl;
cout << "testing argument init_list\n";
tc j = { 1,2,3,4,5,6 };
tc k = { 9 };
return 0;
}
以下为运行截图
添加init_list后测试截图
由此可见所有列表初始化都调用了含有initializer_list为参数的构造函数,证实了列表初始化是基于隐式转换并以initializer_list为底层实现的构想
应用
- 在声明时直接初始化堆上分配的对象(数组)
- 类:可以显式指定使用的构造函数(默认会执行无参数的构造函数)
- 内置类型:可以在分配时直接指定值
- 在函数返回对象时避免自动存储期对象销毁的问题
- 手动调用std::initializer_list实现可变参数初始化
列表初始化防止类型收窄
C++11的列表初始化还有一个额外的功能就是可以防止类型收窄,也就是C++98/03中的隐式类型转换,将范围大的转换为范围小的表示,在C++98/03中类型收窄并不会编译出错,而在C++11中,使用列表初始化的类型收窄编译将会报错:
int a = 1.1; //OK
int b{ 1.1 }; //error
float f1 = 1e40; //OK
float f2{ 1e40 }; //error
const int x = 1024, y = 1;
char c = x; //OK
char d{ x };//error
char e = y;//error
char f{ y };//error
总结
列表初始化通过C++11引入的initializer_list容器实现了初始化方式的统一,可以看作一种语法糖
初始化类对象时,通过()调用构造函数的地方都可以完全等价地用{}代替
={}不会生成临时对象再拷贝初始化
到此这篇关于C++11中列表初始化机制的文章就介绍到这了,更多相关C++11列表初始化机制内容请搜索w3xue以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持w3xue!