C++构造函数深度探究

1、引子：

以下代码中的输出语句输出0吗，为什么？

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struct Test { 　　int _a; 　　Test(int a) : _a(a) {} 　　Test() 　　{ 　　　　Test(0); 　　} };   Test obj; cout << obj._a << endl;

 

输出为：-858993460

 

2、剖析

上面代码的输出为一个垃圾值，也就是说obj调用构造函数并没有对成员进行初始化工作，虽然默认无参构造Test()内部调用了Test(int a)，但从结果看，初始化工作并不成功。这是为什么呢？

在执行构造函数时，Test()并不会调用"this"对象（即obj对象）的Test::Test(int a)，而是会用Test::Test(int a)来创建一个新的临时实例对象，然后当这条语句执行完后，这个新的临时对象马上就会被销毁。这样一来，"this"对象就没有被初始化，成员_a就是垃圾值，以后使用"this"对象就有可能产生一些问题。

 

3.重点：构造函数互相调用

分析完这个题目之后，我们会想到另一个问题。也是我们今天重点关注的问题： 

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class Test {      int _a;      int _b;      int _c;  public:     　　Test(int a, int b) : _a(a), _b(b),_c(0)  {}  　　Test(int a, int b, int c);  };

 

如果我们C++类中有两个构造函数，分别为Test(int a, int b)和Test(int a, int b, int c)。如果我们的构造函数Test(int a, int b, int c)要完成所有成员（a,b,c）的赋值初始化工作，可以这样写：

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Test::Test(int a, int b, int c)   　　: _a(a) 　　, _b(b) 　　, _c(c) {  }

 

但是，这样写又重复了构造函数Test(int a, int b)的工作，类成员少的情况下还好，如果成员非常多，重复写的话代码量过大，而且代码可读性降低了。然而我们可以看到构造函数Test(int a, int b)已经完成了成员a和成员b的赋值初始化工作，为了减少代码量，就想着让3个参数的构造函数调用2个参数的构造函数，然后在执行一些自己的代码，这就如同派生类先调用基类的同名函数，再执行自己特有的代码。但是这种机制如何实现呢？

之前我们得出过结论：构造函数调用另一个构造函数并不能完成当前对象的初始化工作，只是初始化了临时对象。下面我们就进入本文的核心问题：如何在构造函数中调用本类的另一个构造函数来初始化当前对象？

 

方法一：使用placement new技术，在3个参数中显式调用2个参数的构造函数。

3参数构造函数可以这样实现：

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Test::Test(int a, int b, int c)   {      new (this) Test(a, b);      ...  }

 

构造函数分为2个执行阶段：一是在初始化列表的初始化阶段，二是在构造函数体内的赋值阶段。上述方法是在第二个阶段调用2个参数的构造函数。

placement new是operator new的一个重载版本，只是我们很少用到它。如果你想在已经分配的内存中创建一个对象，使用new是不行的。也就是说placement new允许你在一个已经分配好的内存中（栈或堆中）构造一个新的对象。原型中void*p实际上就是指向一个已经分配好的内存缓冲区的的首地址。placement new技术的形式是 new(void *p) Type(...)，表示在p所指的内存区域调用Type构造函数，该过程没有内存请求。

这个方法本质就是在对象地址处，调用2个参数的构造函数重新生成一个新的对象然后覆盖该对象。这个实现方法有投机取巧的嫌疑。 

 

方法二：使用C++11新特性——委托构造函数（Delegating constructors）。可以在构造函数初始化列表直接调用，类似于调用基类构造函数。

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Test::Test(int a, int b, int c) : Test(a, b)  {      ...  }

上述说了构造函数有2个执行阶段，该方法是在第一个阶段进行的，更加方便。但是注意不能在Test(a, b)后面在接_c(c)了，因为调用2个参数的构造函数之后，就相当于该对象已经初始化完成了，不能在初始化列表放入其他成员的初始化形式。只能放在构造函数体中的赋值阶段。该方法目前只能用在VS2013中。

这个方法利用了C++11标准中的新特性——委托构造函数（Delegating constructors）。目前只能再VS2013及以上的版本使用，这个方法局限性很大，不过确实很方便。