C++11變量初始化的問題解讀：list-initialization

在我們實際編程中，我們經(jīng)常會碰到變量初始化的問題，對于不同的變量初始化的手段多種多樣，比如說對于一個數(shù)組我們可以使用 int arr[] = {1,2,3}的方式初始化，又比如對于一個簡單的結(jié)構(gòu)體：

[cpp]view plaincopy structA { intx; inty; }a={1,2};

這些不同的初始化方法都有各自的適用范圍和作用，且對于類來說不能用這種初始化的方法，最主要的是沒有一種可以通用的初始化方法適用所有的場景，因此C++11中為了統(tǒng)一初始化方式，提出了列表初始化（list-initialization）的概念。

統(tǒng)一的初始化方法

在C++98/03中我們只能對普通數(shù)組和POD(plain old data，簡單來說就是可以用memcpy復(fù)制的對象)類型可以使用列表初始化，如下：

數(shù)組的初始化列表：

?int?arr[3]?=?{1,2,3}

POD類型的初始化列表：

[cpp]view plaincopy structA { intx; inty; }a={1,2}; 在C++11中初始化列表被適用性被放大，可以作用于任何類型對象的初始化。如下：

[cpp]view plaincopy classFoo { public: Foo(int){} private: Foo(constFoo&); }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Fooa1(123);//調(diào)用Foo(int)構(gòu)造函數(shù)初始化 Fooa2=123;//errorFoo的拷貝構(gòu)造函數(shù)聲明為私有的，該處的初始化方式是隱式調(diào)用Foo(int)構(gòu)造函數(shù)生成一個臨時的匿名對象，再調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)完成初始化 Fooa3={123};//列表初始化 Fooa4{123};//列表初始化 inta5={3}; inta6{3}; return0; } 由上面的示例代碼可以看出，在C++11中，列表初始化不僅能完成對普通類型的初始化，還能完成對類的列表初始化，需要注意的是a3，a4都是列表初始化，私有的拷貝并不影響它，僅調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)而不需要拷貝構(gòu)造函數(shù)，a4，a6的寫法是C++98/03所不具備的（可以不寫等號），是C++11新增的寫法。

同時列表初始化方法也適用于用new操作等圓括號進行初始化的地方，如下：

[cpp]view plaincopy int*a=newint{3}; doubleb=double{12.12}; int*arr=newint[]{1,2,3}; 讓人驚奇的是在C++11中可以使用列表初始化方法對堆中分配的數(shù)組進行初始化，而在C++98/03中是不能這樣做的。

列表初始化的一些細節(jié)

雖然列表初始化提供了統(tǒng)一的初始化方法，但是同時也會帶來一些使用上的疑惑需要各位苦逼碼農(nóng)注意，比如對下面的自定義類型的例子：

[cpp]view plaincopy structA { intx; inty; }a={123,321}; //a.x=123a.y=321 structB { intx; inty; B(int,int):x(0),y(0){} }b={123,321}; //b.x=0b.y=0 對于自定義的結(jié)構(gòu)體A來說也是普通的POD類型，使用列表初始化并不會引起問題，x,y都被正確的初始化了，但看下結(jié)構(gòu)體B和結(jié)構(gòu)體A的區(qū)別在于結(jié)構(gòu)體B定義了一個構(gòu)造函數(shù)，并使用了成員初始化列表來初始化B的兩個變量，因此列表初始化在這里就不起作用了，B采用的是構(gòu)造函數(shù)的方式來完成變量的初始化工作。

那么如何區(qū)分一個類(class struct union)是否可以使用列表初始化來完成初始化工作呢？關(guān)鍵問題看這個類是否是一個聚合體（aggregate)，首先看下C++中關(guān)于類是否是一個聚合體的定義：

（1）無用戶自定義構(gòu)造函數(shù)。

（2）無私有或者受保護的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

（3）無基類

（4）無虛函數(shù)

（5）無{}和=直接初始化的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。下面我們逐個對上述進行分析。

1、首先存在用戶自定義的構(gòu)造函數(shù)的情況，示例如下：

[cpp]view plaincopy structFoo { intx; inty; Foo(int,int){cout<<"Fooconstruction";} }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,321}; cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 輸出結(jié)果為：Fooconstruction -858993460 -858993460

可以看出對于有用戶自定義構(gòu)造函數(shù)的類使用初始化列表其成員初始化后變量值是一個隨機值，因此用戶必須以用戶自定義構(gòu)造函數(shù)來構(gòu)造對象。

2、類包含有私有的或者受保護的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的情況

[cpp]view plaincopy structFoo { intx; inty; //Foo(int,int,double){} protected: doublez; }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,456,789.0}; cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 實例中z是一個受保護的成員變量，該程序直接在VS2013下編譯出錯，error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'initializer-list' to 'Foo'，而如果將z變量聲明為static則，可以用列表初始化來，示例：

[cpp]view plaincopy structFoo { intx; inty; //Foo(int,int,double){} protected: staticdoublez; }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,456};//如果寫成Foo foo{123,456,789.0}會提示error C2078: 初始值設(shè)定項太多 cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 程序輸出：123 456，因此可知靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的初始化是不能通過初始化列表來完成初始化的，它的初始化還是遵循以往的靜態(tài)成員的初始化方式。

3、類含有基類或者虛函數(shù)

[cpp]view plaincopy structFoo { intx; inty; virtualvoidfunc(){}; }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,456}; cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 上例中類Foo中包含了一個虛函數(shù)，該程序也是非法的，編譯不過的，錯誤信息和上述一樣cannot convert from 'initializer-list' to 'Foo'。
[cpp]view plaincopy structbase{}; structFoo:base { intx; inty; }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,456}; cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 上例中則是有基類的情況，類Foo從base中繼承，然后對Foo使用列表初始化，該程序也一樣無法通過編譯，錯誤信息仍然為cannot convert from 'initializer-list' to 'Foo'，

4、類中不能有{}或者=直接初始化的費靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

[cpp]view plaincopy structFoo { intx; inty=5; }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,456}; cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 在結(jié)構(gòu)體Foo中變量y直接用=進行初始化了，因此上述例子也不能使用列表初始化方法，需要注意的是在C++98/03中，類似于變量y這種直接用=進行初始化的方法是不允許的，但是在C++11中放寬了，是可以直接進行初始化的，對于一個類來說如果它的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員使用了=或者{}在聲明同時進行了初始化，那么它就不再是聚合類型了，不適合使用列表初始化方法了。

在上述4種不再適合使用列表初始化的例子中，需要注意的是一個類聲明了自己的構(gòu)造函數(shù)的情形，在這種情況下使用初始化列表是編譯器是不會給你報錯的，操作系統(tǒng)會給變量一個隨機的值，這種問題在代碼出BUG后是很難查找到的，因此這種情況不適合使用列表初始化需要特別注意，而其他不適合使用的情況編譯器會直接報錯，提醒你這些場景下使用列表初始化時不合法的。

那么是否有一種方法可以使得在類不是聚合類型的時候可以使用列表初始化方法呢？相信你肯定猜到了，作為一種很強大的語言不應(yīng)該也不會存在使用上的限制。自定義構(gòu)造函數(shù)+成員初始化列表的方式解決了上述類是非聚合類型使用列表初始化的限制?？聪旅娴睦樱?/p>

[cpp]view plaincopy structFoo { intx; inty=5; virtualvoidfunc(){} private: intz; public: Foo(inti,intj,intk):x(i),y(j),z(k){cout<<z<<endl;} }; int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]) { Foofoo{123,456,789}; cout<<foo.x<<""<<foo.y; return0; } 輸出結(jié)果為 789 123 456 ，可見，盡管Foo中包含了私有的非靜態(tài)數(shù)據(jù)以及虛函數(shù)，用戶自定義構(gòu)造函數(shù)，并且使用成員列表初始化方法可以使得非聚合類型的類也可以使用列表初始化方法，因此在這里給各位看官提個建議，在對類的數(shù)據(jù)成員進行初始化的時候盡量在類的構(gòu)造函數(shù)中用成員初始化列表的方式來對數(shù)據(jù)成員進行初始化，這樣可以防止一些意外的錯誤。
初始化列表

在上面的使得一個類成為非聚合類的例子2、3、4中，這些非法的用法編譯器都報出的錯誤是cannot convert from 'initializer-list' to 'Foo'，那么這個initializer-list是什么呢？為什么使用列表初始化方法是將initializer-list轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的類類型呢？下面我們就來看看這個神秘的東西

1.任何長度的初始化列表

在C++11中，對于任意的STL容器都與未指定長度的數(shù)組有一樣的初始化能力，如： [cpp]view plaincopy intarr[]={1,2,3,4,5}; std::map