普通變量的初始化

當(dāng)我們在定義一個(gè)變量不給它指定一個(gè)初始值時(shí)，這對于全局變量和局部變量來說結(jié)果會(huì)不一樣。全局變量在程序裝入內(nèi)存時(shí) 就已經(jīng)分配好空間，程序運(yùn)行期間其地址不變，它會(huì)被初始化為全0（變量的每一位都為0）。但是局部變量定義在函數(shù)內(nèi)部，存儲(chǔ)在棧上，當(dāng)函數(shù)被調(diào)用時(shí)，棧會(huì)分配一部分空間來存儲(chǔ)該局部變量（也就是只分配空間，而不管賦值），這時(shí)此空間的值是已經(jīng)有的，它是一個(gè)隨機(jī)的值，如果程序員不對它進(jìn)行初始化，將會(huì)產(chǎn)生不好的后果（如果將?？臻g內(nèi)存的變量初始化工作交給編譯器，則每次函數(shù)調(diào)用都會(huì)被重新賦值，則會(huì)大大增加開銷）。

示例全局變量，這些對象會(huì)被賦一個(gè)默認(rèn)的初始值。如圖：

構(gòu)造函數(shù)

對象和我們前面提到的基本類型的變量一樣，定義的時(shí)候也能夠被初始化。而這些初始化操作會(huì)比基本數(shù)據(jù)類型初始化更復(fù)雜一些，不僅涉及對類內(nèi)基本數(shù)據(jù)類型的初始化，還包括進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，打開文件等操作。這時(shí)就需要為類設(shè)計(jì)一個(gè)構(gòu)造函數(shù)來專門負(fù)責(zé)這些操作，對象一旦創(chuàng)建就立即調(diào)用它，對其進(jìn)行強(qiáng)制初始化（這是強(qiáng)制執(zhí)行的）。

構(gòu)造函數(shù)屬于成員函數(shù)比較特殊的一種（與其他成員函數(shù)不同，它不能被顯式的調(diào)用，所以也沒有必要為它設(shè)置返回值），它在對象的初始化時(shí)起作用（設(shè)計(jì)類時(shí)往往將初始化功能在構(gòu)造函數(shù)中實(shí)現(xiàn)），我們希望創(chuàng)建出的所有變量都能被賦予有意義的能力，而不是未知的，可以在創(chuàng)建之后再次改變他，但在此之前若要使用它，將會(huì)發(fā)生意外，所以在制度上我們就要對其進(jìn)行嚴(yán)防死守（使其被創(chuàng)建后一定處于良好狀態(tài)）。

構(gòu)造函數(shù)可以重載，可以編寫多個(gè)構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)列表不同。生成對象時(shí)，將會(huì)根據(jù)參數(shù)列表的參數(shù)信息決定該調(diào)用哪個(gè)構(gòu)造函數(shù)。如果沒有對參數(shù)有任何交代，編譯器就認(rèn)為應(yīng)該調(diào)用無參構(gòu)造函數(shù)。

當(dāng)在局部空間或全局區(qū)創(chuàng)建自定義類型的對象時(shí)，構(gòu)造函數(shù)會(huì)被自動(dòng)調(diào)用（設(shè)計(jì)好初始化后，每當(dāng)創(chuàng)建對象就會(huì)自動(dòng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)會(huì)使每一個(gè)對象都處于良好的隨時(shí)可用的狀態(tài)）。如圖：

以上演示是在類的外部對構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行了定義，實(shí)際開發(fā)中，一般將類的定義部分放到頭文件中（.h），而類內(nèi)成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)放到實(shí)現(xiàn)文件中（.cc）中。這對我們在不改變類的定義的情況下修改他的成員函數(shù)提供了方便。這比在類內(nèi)直接實(shí)現(xiàn)有一個(gè)好處，就是不需要每次改變函數(shù)體都要重新編譯（前題是不改變函數(shù)聲明）。

明確一點(diǎn)，如果在類內(nèi)對成員函數(shù)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，它將會(huì)被隱式地聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)（由編譯器決定是否最終把它變?yōu)閮?nèi)聯(lián)函數(shù)）。

一般超過5行代碼的函數(shù)就沒有必要設(shè)為內(nèi)聯(lián)函數(shù)了（函數(shù)內(nèi)限制在兩個(gè)表達(dá)式最好）。

在我們只定義了有參的構(gòu)造函數(shù)后，就不會(huì)有無參的構(gòu)造函數(shù)了，需要我們自己定義一個(gè)無參的構(gòu)造函數(shù)。

class MyArray
{
	char array_;
public:
	MyArray(char a_new_array='x'):array_(a_new_array);//給出默認(rèn)參數(shù)
	MyArray();
	void PrintMyArray();
};
//類實(shí)現(xiàn)省略
void test()
{
	MyArray a_long_array('c');//調(diào)用有參的構(gòu)造方法
	MyArray a_short_array();//調(diào)用無參的構(gòu)造方法
}

初始化方法一般給出形參列表，在這里對類內(nèi)成員賦初值（此時(shí)構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)體還未開始執(zhí)行），我們這里是對其輸入了一個(gè)字符。構(gòu)造函數(shù)還可以調(diào)用其他類的構(gòu)造函數(shù)來初始化對象中的成員變量（這是編譯器自動(dòng)調(diào)用的，如在隱式的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換時(shí)）。當(dāng)然也可以在構(gòu)造函數(shù)函數(shù)體內(nèi)為成員變量賦值（這并不是初始化，執(zhí)行函數(shù)體后賦值之前，成員變量已經(jīng)有一個(gè)無意義的值了）。

MyArray::MyArray(char init_array)
{//進(jìn)入構(gòu)造函數(shù)體后成員變量已經(jīng)有值了！
	array_=init_array;//在函數(shù)體內(nèi)進(jìn)行賦值
	cout << "MyArray的構(gòu)造方法執(zhí)行了！\n";
}

形參列表具有立即性（在成員變量被創(chuàng)建時(shí)形參列表的值就立即為其初始化），而構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)需要執(zhí)行賦值語句。對于一些自定義類型的成員變量進(jìn)行初始化，形參列表初始化往往比賦值語句效率更高。此外對于一些特殊的成員只能采用形參列表的方式進(jìn)行初始化。

一定會(huì)生成默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)嗎？

前面我們說過，當(dāng)我們沒有編寫構(gòu)造函數(shù)時(shí)，編譯器會(huì)為我們生成一個(gè)默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，對于初學(xué)者來說，這就夠了，但現(xiàn)在我們要強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn)。

1.如果類中我們沒有定義構(gòu)造函數(shù)并且類中成員變量含有自定義類型成員變量時(shí)，編譯器會(huì)生成默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，并且調(diào)用自定義類型的構(gòu)造函數(shù)。

2.當(dāng)父類具有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)而子類沒有任何構(gòu)造函數(shù)，當(dāng)生成子類對象時(shí)，會(huì)生成子類的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，在這個(gè)函數(shù)中調(diào)用父類默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。

3.當(dāng)一個(gè)含有虛函數(shù)并且沒有構(gòu)造函數(shù)時(shí)編譯器會(huì)生成默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)。

4.出現(xiàn)菱形繼承時(shí)，兩個(gè)父類分別進(jìn)行虛繼承，當(dāng)出現(xiàn)子類對象時(shí)，子類會(huì)生成一個(gè)自己的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)調(diào)用兩個(gè)父類的構(gòu)造函數(shù)。

5.在定義類時(shí)，直接為成員變量賦值，當(dāng)生成對象時(shí)，會(huì)調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。

防止隱式類型轉(zhuǎn)換

如果構(gòu)造函數(shù)只有一個(gè)參數(shù)的話最好將此構(gòu)造函數(shù)聲明為ecplicit,他能防止編譯器將explicit的構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換。

class MyArray
{
	char array_;
	double array_length_;
public:
	MyArray(double init);
	MyArray(char init);
	void PrintMyArray(MyArray a_array);
};
void MyArray::PrintMyArray(MyArray a_array)
{//理應(yīng)接受一個(gè)對象，有時(shí)會(huì)接受一個(gè)基本類型
//此時(shí)會(huì)進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換
	cout << "MyArray為："<< a_array.array_length_ << "\n";
}
void test()
{
	MyArray first_array(3.0);
	first_array.PrintMyArray(5.0);//隱式的將5.0轉(zhuǎn)化為了MyArray對象
}

修改如下：

class MyArray
{
	char array_;
	double array_length_;
public:
	explicit MyArray(double init);
	explicit MyArray(char init);
	void PrintMyArray(MyArray a_array);
};

此時(shí)調(diào)用first_array.PrintMyArray(5.0)就會(huì)報(bào)錯(cuò)了。

賦值與初始化的區(qū)別

必須明確初始化和賦值的概念，當(dāng)一個(gè)對象剛被創(chuàng)建時(shí)，對它的賦值操作為初始化，而賦值是修改一個(gè)已經(jīng)存在并且有值的對象。

int a_int=1;//初始化,a_int被創(chuàng)建出來并被立即初始化
a_int=2;//賦值，a_int已經(jīng)存在，沒有新的變量被創(chuàng)建出來

初始化出現(xiàn)在構(gòu)造函數(shù)中，而賦值出現(xiàn)在operator=操作符中。

一個(gè)對象只能被初始化一次，而賦值卻可以不限制次數(shù)，在對象的聲明期內(nèi)都可以進(jìn)行。而且進(jìn)行賦值時(shí)可能會(huì)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換（此時(shí)會(huì)產(chǎn)生臨時(shí)對象）。

一個(gè)構(gòu)造函數(shù)的初始化可以借用另一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，他被稱為委托構(gòu)造函數(shù)。

class MyArray
{
	char array_;
	double array_length_{ 1.0 };
public:
	MyArray(double init, double in, double it);
	MyArray(double init);
	MyArray();
	double GetMyArrayLength();
	bool CompareMyArrayLength(MyArray a_array);
	void PrintMyArray(MyArray a_array);
};
MyArray::MyArray(double init, double in, double it)
{
	cout << "構(gòu)造函數(shù)1執(zhí)行了!" << endl;
}
MyArray::MyArray(double init) :MyArray{ init,init,init }
{
	cout << "構(gòu)造函數(shù)2執(zhí)行了!" << endl;
}
//其他函數(shù)實(shí)現(xiàn)略
void test()
{
	MyArray first_array{ 1.0,1.1,1.2 };
	MyArray second_array{ 2.0 };
}

輸出如下：

在執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)2時(shí)先利用構(gòu)造函數(shù)1進(jìn)行初始化操作。

對象的計(jì)數(shù)

有時(shí)我們希望知道我們定義的一個(gè)類有多少個(gè)對象，就可以這樣操作：

class MyArray
{
	static int sum_;
public:
	MyArray();
	~MyArray();
	static int GetMyArraySum() { return sum_; }
};
int MyArray::sum_ = 0;
MyArray::MyArray()
{
	sum_++;
}
MyArray::~MyArray()
{
	sum_--;
}
void test()
{
	MyArray first_array;
	MyArray second_array;
	MyArray forth_array;
	cout << "MyArray有" << MyArray::GetMyArraySum() << "個(gè)對象" << endl;
}

輸出如下：

因?yàn)閯?chuàng)建對象的時(shí)候構(gòu)造函數(shù)一定會(huì)被調(diào)用，所以它能準(zhǔn)確的記錄當(dāng)前的對象數(shù)。

成員初始化的順序

一個(gè)類中成員的初始化順序和它們在類中被聲明的順序是一致的。編譯器會(huì)忽略構(gòu)造函數(shù)中的順序，這是因?yàn)閷ο蟮奈鰳?gòu)需要和對象的成員構(gòu)造順序相反的要求 。

所以在編程中，成員變量的初始化順序應(yīng)與類定義中的聲明順序保持一致。

class Employee
{//錯(cuò)誤示范
	string email_,first_name_,last_name_;
public:
	Employee(const char* first_name,const char* last_name):first_name_(first_name),last_name_(last_name),email_(first_name_+last_name_+"@163.com"){}

類中定義的email_是在first_和last_之前的，但程序卻用其他未初始化的成員變量來為它初始化。

類的引用成員

如果類中的某個(gè)費(fèi)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是一個(gè)引用的話，所有的引用必須被明確地初始化，所以在構(gòu)造函數(shù)中都要顯示初始化。

class MyArray
{
	YourArray& a_array_;
public:
	MyArray(YourArray&);
}
MyArray::MyArray(YourArray& init)//會(huì)被報(bào)錯(cuò)
{
}

這個(gè)成員引用有兩個(gè)特點(diǎn)，一，在創(chuàng)建a_array_時(shí)就要為它綁定一個(gè)對象，二，一旦綁定后，就不能再綁定其他變量了。

構(gòu)造函數(shù)使用注意事項(xiàng)

1.除非必要不要在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)做與初始化對象無關(guān)的事情，減少它的功能可以使每個(gè)函數(shù)功能更加明確，增加效率。

2.類的非靜態(tài)const成員和引用成員只能在構(gòu)造函數(shù)的初始化列表中進(jìn)行初始化，這是由const和引用自身特點(diǎn)決定的。

3.不能同時(shí)定義一個(gè)無參的構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)參數(shù)全部為默認(rèn)值得構(gòu)造函數(shù)。

4.拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)應(yīng)為引用傳遞，如果為傳值則會(huì)與有一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)沖突。

參考

The C++ Programming Language (美) Bjarne Stroustrup

cpp參考：https://zh.cppreference.com

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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