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【C++】构造函数初始化详解

news 2025/9/1 7:30:33

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【C++】揭秘构造函数六大特性-CSDN博客

1. 再谈构造函数

1.1 构造函数体赋值 (Assignment) vs 初始化 (Initialization)

核心区别：在构造函数体内使用=为成员变量赋值，这叫做赋值，而不是初始化。成员变量在进入函数体前其实已经被默认初始化了。
关键点：初始化只能发生一次，而赋值可以进行多次。对于const成员、引用成员等必须初始化且不能再次赋值的类型，就无法在函数体内进行“初始化”操作。

class Date {
public:// 这是赋值，不是初始化Date(int year, int month, int day) {_year = year;   // 赋值_month = month; // 赋值_day = day;     // 赋值}
private:int _year;int _month;int _day;
};

有些变量，在对象创建时就需要被初始化，因此有了初始化列表，专门用来对某些成员变量进行初始化。

1.2 初始化列表

为了解决上述问题，C++引入了初始化列表。它是真正的初始化。

语法：在构造函数参数列表后以冒号:开始，用逗号,分隔，每个成员变量后跟用括号()包裹的初始值。

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day): _year(year), _month(month), _day(day){}
private:int _year;int _month;int _day;
};

【注意】

1. 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次(初始化只能初始化一次)

2. 类中包含以下成员，必须放在初始化列表位置进行初始化：

引用成员变量
const成员变量
没有默认构造函数的自定义类型成员 (编译器无法自己调用无参构造)

class A {
public:A(int a): _a(a) {} // A没有默认构造函数private:int _a;
};class B {
public:B(int aVal, int& refVal): _aObj(aVal) // 必须用初始化列表初始化A, _ref(refVal) // 必须用初始化列表初始化引用, _n(10) // 必须用初始化列表初始化const成员{}
private:A _aObj;int& _ref;const int _n;
};

3. 强烈建议：所有成员变量都应优先使用初始化列表进行初始化。对于内置类型（如int），初始化列表和函数体内赋值性能差别不大。但对于自定义类型，使用初始化列表通常效率更高，因为它直接调用拷贝构造函数初始化，省去了默认初始化再赋值的过程。

class Time
{
public:Time(int hour = 0):_hour(hour){cout << "Time()" << endl;}
private:int _hour;
};
class Date
{
public:Date(int day){}
private:int _day;Time _t;
};
int main()
{Date d(1);
}

1.3 成员变量的初始化顺序

规则：成员变量的初始化顺序只取决于它们在类中声明的顺序，而与它们在初始化列表中的书写顺序无关。
陷阱：如果初始化一个成员时用了另一个尚未初始化的成员，会导致未定义行为（通常是随机值）。

class A 
{ 
public: A(int a) :_a1(a) ,_a2(_a1) {} void Print() {          cout<<_a1<<" "<<_a2<<endl; } 
private:         int _a2;   int _a1; 
}; int main()
{    A aa(1);   aa.Print(); 
}

上述代码的输出结果是： 1 随机值

1.4 explicit 关键字

作用：禁止编译器进行通过构造函数进行的隐式类型转换。
使用场景：修饰单参构造函数或多参构造函数（但除第一个参数外都有默认值）。

class Date
{
public:// 1. 单参构造函数，没有使用explicit修饰，具有隐式类型转换作用Date(int year):_year(year){}private:int _year;int _month;int _day;
};void Test()
{Date d1(2022);// 用一个整形变量给日期类型对象赋值// 实际编译器背后会用2023构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值// 这是一种隐式类型转换，构造出tmp(2022)再用tmp拷贝构造出d1(tmp)
}

如果使用 explicit 修饰构造函数，将会禁止构造函数的隐式转换：

class Date
{
public:// 1. 单参构造函数，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用// explicit修饰构造函数，禁止类型转换---explicit去掉之后，代码可以通过编译explicit Date(int year):_year(year){}// 2. 虽然有多个参数，但是创建对象时后两个参数可以不传递，没有使用explicit修饰，具// 有类型转换作用// explicit修饰构造函数，禁止类型转换explicit Date(int year, int month = 1, int day = 1): _year(year), _month(month), _day(day){}Date& operator=(const Date& d){if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
void Test()
{Date d1(2022);// 用一个整形变量给日期类型对象赋值// 实际编译器背后会用2023构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值d1 = 2023;// 将1屏蔽掉，2放开时则编译失败，因为explicit修饰构造函数，禁止了单参构造函数类型转// 换的作用
}

补充：explicit关键字能提高代码的清晰度和安全性，避免意外的、难以察觉的类型转换。

2. static成员

2.1 概念与定义

概念：被static修饰的类成员称为静态成员。它属于整个类，而不是某个具体的对象，所有对象共享同一份静态成员。
定义规则：静态成员变量必须在类外进行定义和初始化（分配内存），定义时不再加static关键字。

比如：实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象

class A
{
public:A() { ++_scount; }A(const A& t) { ++_scount; }~A() { --_scount; }static int GetACount() { return _scount; }
private:static int _scount;    // 成员变量的声明
};
int A::_scount = 0;    // 成员变量的定义
void TestA()
{cout << A::GetACount() << endl;A a1, a2;A a3(a1);cout << A::GetACount() << endl;
}

2.2 特性与使用

1. 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区

2. 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字，类中只是声明

3. 访问方式：

通过类名作用域访问（首选）：A::GetACount()
通过对象访问：a1.GetACount()

（ps：静态成员包括静态成员变量和静态成员函数。）

4. 静态成员函数：

没有this指针，因此不能直接访问类的非静态成员（变量或函数）。
可以访问静态成员变量和其他静态成员函数。

5. 静态成员也是类的成员，访问权限受public, protected, private访问限定符的限制。

所以：静态成员函数不能调用非静态成员变量和函数(因为没有this指针)，而非静态成员函数可以调用静态成员变量

3. C++11的成员初始化新玩法

C++11 允许在类内声明非静态成员变量时直接为其指定一个缺省值。

本质：这个缺省值的作用是提供给构造函数初始化列表的。如果构造函数的初始化列表没有显式初始化该成员，编译器就会使用这个类内缺省值来初始化它。
注意：静态成员变量不享受此特性，它仍然必须在类外定义和初始化。

class Date
{
public:void Print() { /* ... */ }// 如果这样写构造函数：Date() {}，则_year,_month,_day会使用下面的缺省值// 如果这样写：Date(int day) : _day(day) {}，则_year和_month使用缺省值，_day使用参数值private:// C++11 才允许这样操作// 声明时给缺省值int _year = 0;int _month = 1;int _day = 1;// 静态成员变量不可以给缺省值，必须要在类外面定义static int _n;// static int _n = 10; // 错误！静态成员不能在类内初始化
};

C++11 类内初始化的好处：