浅谈初始化列表

在之前的成员函数一文中谈到过构造函数，在创建对象时，编译器会调用构造函数，为成员变量进行赋值。但这个操作并不是初始化，初始化只能有一次，而在构造函数里面是可以进行多次赋值的。初始化的工作通常可以交由初始化列表来执行。

什么是初始化列表？

C++的初始化列表是一种在创建对象时初始化成员变量的特殊语法。它的存在可以显著的提高代码的可读性和性能。
在C++中，当我们创建一个对象时，我们需要为其成员变量赋值。通常情况下，我们会在构造函数中对成员变量赋值。但是，当对象中有大量成员变量时，这种方法可能会让代码变得冗长。
C++的初始化列表提供了一种更简洁、更清晰的方法来初始化成员变量。它使用冒号分隔符来定义一个初始化列表，并在其中列出成员变量及其初始值。
下面是一个类：

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class A{
private:
      int a;
      double b;
public:
      A(int a1,int b1)
        : a(a1),b(b1)
      {}
};

在上述的代码里，使用了初始化列表来为a与b赋值而没有经过构造函数体内。这就是初始化列表的基础用法。

使用初始化列表有一些需要注意的地方：

  1. 成员变量在初始化列表里只可以有一次。
  2. 当类中包含引用成员变量，const成员变量，自定义类型成员变量(该类没有默认构造函数时)时，必须放在初始化列表里进行初始化。

初始化列表的使用

在需要注意的第二点中我们提到了一旦包含上面的三个成员，就要放入初始化列表中进行初始化。

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class A{
   public:
    A(int a,int b)
    : eternity(a),reference(b)
    {} 
   private:
     int& reference;
     const int eternity;
     B b1; // B是另一个自定义类型，如果有默认构造函数，可不必放在初始化列表。

};

如果B类不存在默认构造函数，那么就需要在A的初始化列表中对b1进行一个显式的调用。例如：

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class B {
public:
    B(int x) : data(x) {}
private:
    int data;
};
class A {
public:
    A(int a, int b, int x) : eternity(a), reference(b), b1(x) {}
private:
    int& reference;
    const int eternity;
    B b1;
};

因为在创建A对象时，编译器需要为其成员变量分配内存并初始化，如果B没有默认构造函数，那么编译器不知道如何为b1分配内存并初始化，从而产生编译错误。

并且请注意：成员变量在类中的声明次序就是其在初始化列表中的初始化顺序，而与其在初始化列表的顺序是无关的！

一个很经典的例子：

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class A{
    public: 
     A(int a): a1(a),a2(a1){}
    private:  
      int a2;
      int a1;
}

虽然在初始化列表中的顺序是a1，a2，但真正的执行顺序是a2，a1，也就是a2的初始化是一个随机值（因为此时a1就是随机的），在a2初始化完成之后a1才会被a赋值。

为什么引用，const或者类变量必须在初始化列表中？

const，引用类型或者类的成员变量必须要放在初始化列表里面，因为它们在创建对象时需要被初始化，而且只能在初始化时被赋值，不能在构造函数中再次被赋值。

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private:
    int& reference;
    const int eternity;
    B b1;       //这里的都是声明！！！

上面三个变量的特征就是在定义时就必须被初始化！

在C++中，对象的创建分为两个步骤：分配内存和初始化。在分配内存的过程中，编译器会为对象中的每一个成员变量分配内存空间；在初始化的过程中，编译器会调用构造函数来初始化每一个成员变量。对于const或者引用类型的成员变量，其值必须在初始化时被赋值，因此必须在构造函数的初始化列表中进行初始化，否则会导致编译错误。
另外，const或者引用类型的成员变量在对象的整个生命周期中都不能被修改，因此也不能在构造函数中再次被赋值。因此，将其放在初始化列表中进行初始化，可以确保它们的值只被赋值一次，并且在对象的整个生命周期中保持不变。