C++构造函数的初始化列表详解

下面是关于"C++构造函数的初始化列表详解"的完整攻略。

一、初始化列表是什么？

在C++中，初始化列表是在类的构造函数中初始化成员变量的有效方式。通过初始化列表，可以显式地为一个或多个类成员变量设置初值。

通常来说，初始化列表位于构造函数的函数体之前，用冒号分隔。具体语法如下：

ClassName::ClassName(parameters) : member1(initial_value), member2(initial_value), ... {
    // constructor body
}

在实际使用中，初始化列表通常用于初始化常量、引用和类对象等。

二、为什么需要初始化列表？

虽然可以使用赋值语句在构造函数体中初始化成员变量，但是这种做法有一个问题：

在构造函数体中，成员变量的构造函数会在执行赋值语句前被调用，这意味着成员变量会初始化两次：一次在构造函数启动时，一次在赋值语句之后。

这种初始化方式会增加程序的运行时间，因此初始化列表可以避免这种重复的初始化。

三、如何使用初始化列表？

1. 初始化常量成员变量

常量成员变量必须通过初始化列表进行初始化，因为它们无法在构造函数中赋值，例如：

#include <iostream>

class Shape {
public:
    Shape(double r) : PI(3.1415926), radius(r) {
        std::cout << "Shape constructed." << std::endl;
    }

private:
    const double PI; //必须在构造函数的初始化列表中初始化
    double radius;
};

int main() {
    Shape s(10.0);
    return 0;
}

由于常量成员变量在声明时必须初始化，而它们无法在构造函数中赋值，所以在构造函数中必须使用初始化列表完成这项任务。

2. 初始化引用成员变量

引用成员变量也必须在构造函数的初始化列表中初始化，例如：

#include <iostream>

class Rectangle {
public:
    Rectangle(int& w, int& h) : width(w), height(h) {
        std::cout << "Rectangle constructed." << std::endl;
    }

private:
    int& width;
    int& height;
};

int main() {
    int w = 10, h = 20;
    Rectangle r(w, h);
    return 0;
}

在上面的例子中，引用成员变量必须在初始化列表中初始化，这样我们才能通过引用修改其他的变量。

3. 初始化类对象成员变量

在构造函数中初始化类对象成员变量时，可以选择使用构造函数的初始化列表，例如：

#include <iostream>

class Date {
public:
    Date(int y, int m, int d) : year(y), month(m), day(d) {}

    void show() {
        std::cout << year << "-" << month << "-" << day << std::endl;
    }

private:
    int year;
    int month;
    int day;
};

class Student {
public:
    Student(int id, Date b) : id(id), birth(b) {
        std::cout << "Student constructed." << std::endl;
    }

private:
    int id;
    Date birth;
};

int main() {
    Date d(2022, 9, 21);
    Student s(1001, d);
    return 0;
}

在上面的例子中，我们使用了初始化列表初始化了Student的成员变量。特别地，我们使用了另一个自定义类Date来初始化birth成员变量。

四、总结

初始化列表是C++中初始化构造函数成员变量的有效方式，在构造函数体之前使用。初始化列表可以显式地为一个或多个类成员变量设置初值，并且可以用于初始化常量、引用和类对象等。初始化列表可以避免成员变量的重复初始化，提高程序效率。