C++11 带来的新特性 (2)—— 统一初始化(Uniform Initialization)
1 统一初始化(Uniform Initialization)
在C++ 11之前,所有对象的初始化方式是不同的,经常让写代码的我们感到困惑。C++ 11努力创造一个统一的初始化方式。
其语法是使用{}和std::initializer_list,先看示例。
int values[]{ 1, 2, 3 };std::vector<int> v{ 2, 3, 6, 7 };std::vector<std::string> cities{"Berlin", "New York", "London", "Braunschweig"};std::comples<double> c{4.0, 3.0}; //等价于 c(4.0, 3.0)auto ar = { 1, 2, 3 }; // ar 是一个std::initializer_list<int>类型std::vector<int> v = { 1, 2, 3 };std::list<int> l = { 1, 2, 3 };std::set<int> s = { 1, 2, 3 };std::map<int, std::string> m = { {1, "a"}, {2, "b"} };
2 原理
针对形如"{ 1, 2, 3 }"的参数列表,系统会首先自动调用参数初始化(value initialization),将其转换成一个std::initializer_list,它将用于对变量(可能是简单类型,或者对象类型)初始化。比如"{ 1, 2, 3 }"会首先生成一个std::initializer_list,然后用于生成一个int数组values。c{4.0, 3.0}会生成一个std::initializer_list,然后调用std::comples类的构造函数std::comples(double,double)。
我们通过一个例子来分析具体细节:
std::vector<int> v{ 2, 3, 6, 7 };
- 首先,将参数列表{ 2, 3, 6, 7 }转换成std::initializer_list。
从stl源码中可以看出initializer_list的带参数构造函数是个私有函数,它只能由编译器调用。
private:iterator _M_array;size_type _M_len;// The compiler can call a private constructor.constexpr initializer_list(const_iterator __a, size_type __l): _M_array(__a), _M_len(__l) { }
- 其次,使用std::initializer_list对象来初始化std::vector类的构造函数。下面是构造函数源码。
vector(initializer_list<value_type> __l,const allocator_type& __a = allocator_type()): _Base(__a){_M_range_initialize(__l.begin(), __l.end(),random_access_iterator_tag());}
3 未赋值的初始化
如果使用了std::initializer_list,但是没有指定参数值,结果会怎样?直接看示例。
int i; //i值未定义int j{}; //j=0int *p; //p值未定义int *q{}; //q=nullptr
4 在构造函数中显示使用std::initializer_list
我们可以在构造函数中主动使用std::initializer_list,这时外部调用{}初始化时,会优先调用包含std::initializer_list参数的构造函数。请看下例子。
class P{public:P(int, int){std::cout<<"call P::P(int,int)"<<std::endl;}P(std::initializer_list<int>){std::cout<<"call P::P(initializer_list)"<<std::endl;}};P p(77,5); // call P::P(int,int)P q{77,5}; // call P::P(initializer_list)P r{77,5,42}; // call P::P(initializer_list)P s = {77, 5}; // call P::P(initializer_list)
5 拒绝隐式调用构造函数
我们知道,C++会先使用{}中的参数生成一个std::initializer_list对象,然后调用赋值对象的构造函数。
有一种特殊情形,我们如果希望对象的某个构造函数必须要被显示调用,如何做到呢?向其中添加一个explicit关键字。在stl库中出现大量的这种使用方式。请看下例:
class P{public:P(int a, int b){...}explicit P(int a, int b, int c){...}};P x(77,5); //OKP y{77,5); //OKP z{77,5,42}; //OKp v = {77,5}; //OK,(implicit type conversion allowed)P w = {77,5,42};//Error,必须要显示调用该构造函数void fp(const P&);fp({47,11}); //OKfp({47,11,3}); //Errorfp(P{47,11}); //OKfp(P{47,11,3}); //OK
6 局限 —— Narrowing Initializations
统一初始化用起来很舒爽,那它有什么局限呢?
有,在一种场景下无法使用,那就是Narrowing Initializations。
Narrowing Initializations,我翻译为“精度截断”。比如float转换为int,double转换为float。统一初始化,完全不允许精度阶段的发生,更进一步,要求参数列表中的所有参数的精度一样。请看以下示例。
int x1(5.3); //OK, x1 = 5.3int x3{5.0}; //Errorint x4 = {5.3}; //Errorchar c1{7}; //OKchar c2{99999}; //Errorstd::vector<int> v1{ 1, 2, 4, 5}; //OKstd::vector<int> v2{ 1, 2,3, 4, 5.6};//Error
但是如果实际工程允许精度截断的发生,那么我们应该怎么完成初始化。可以使用()来完成初始化,它会调用赋值操作或者相应的构造函数。
int x3{5.0}; //Errorint x2(5.2); //OK, x2 = 5
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