C++学习笔记，初始化列表与构造函数

一，初始化列表

在开始执行组成构造函数体的复合语句之前，所有的直接基类，虚基类，及非静态数据成员的初始化均已结束。成员初始化列表是能指定这些对象的非默认初始化之处，对于不能默认初始化的基类或非静态数据成员，例如引用和const限定的类型的成员，必须指定成员初始化器，对没有成员初始化器的匿名联合体或变体成员不进行初始化

 

二.委托构造函数

若类自身的名字在初始化器列表中作为 类或标识符 出现，则该列表必须仅由这一个成员初始化器组成；这种构造函数被称为委托构造函数（delegating constructor），而构造函数列表的仅有成员所选择的构造函数是目标构造函数

此情况下，首先由重载决议选择目标构造函数并予以执行，然后控制返回到委托构造函数并执行其函数体。委托构造函数不能递归。

class Foo {
public: 
  Foo(char x, int y) {}
  Foo(int y) : Foo('a', y) {} // Foo(int) 委托到 Foo(char,int)
};

初始化顺序：列表中的成员初始化器的顺序是不相关的：

1)若构造函数时最终派生类，则按基类声明的深度优先、从左到右的遍历中的出现的顺序（从左到右指的是基说明符列表中程现的），初始化各个虚基类

2）然后，以在此类的基类说明符列表中出现的从左到右顺序，初始化各个直接基类

3）然后，以类定义中的声明顺序，初始化非静态成员

4）最后，执行构造函数体。

三.转换构造函数

不以说明符explicit 声明且可以单个参数调用 (C++11 前)的构造函数被称为转换构造函数（converting constructor）。

与只在直接初始化（包括static_cast显式转换）中被考虑的explicit构造函数不同，转换构造函数还作为用户定义的转换序列中的一部分，在复制初始化中受到考虑

通常说法是转换构造函数指定了一个从其实参类型（若存在）到其类类型的隐式转换。注意非 explicit 用户定义转换函数也指定一个隐式转换。

隐式声明的及用户定义的非 explicit 复制构造函数与移动构造函数也是转换构造函数。

 

四，复制构造函数

类名（类名 &）

凡在对象从同类型的另一对象（以直接初始化或复制初始化）初始化时，调用复制构造函数。

1）初始化：T a=b或T a(b);b为类型T

2)函数实参传递f(a),其中a类型为T而f(T t);

3函数返回：在如T f()这样函数内部return a；a类型为T,它没有移动构造函数

隐式声明的复制构造函数

若不对类提供任何用户定义的复制构造函数，编译器始终会声明一个复制构造函数，作为其类非explicit的inline public 成员。

当以下各项均为真时，这个隐式声明的复制构造函数拥有形式 T::T(const T&)：

• T 的每个直接与虚基类 B 均拥有复制构造函数，其形参为 const B& 或 const volatile B&；
• T 的每个类类型或类类型数组的非静态数据成员 M 均拥有复制构造函数，其形参为 const M& 或 const volatile M&。

否则，隐式声明的复制构造函数是 T::T(T&)。（注意因为这些规则，隐式声明的复制构造函数不能绑定到 volatile 左值实参）。

类可以拥有多个复制构造函数，如 T::T(const T&) 和 T::T(T&)。

当存在用户定义的复制构造函数时，用户仍可用关键词 default 强迫编译器生成隐式声明的复制构造函数。（C++11）

struct A
{
    int n;
    A(int n = 1) : n(n) { }
    A(const A& a) : n(a.n) { } // 用户定义的复制构造函数
};
 
struct B : A
{
    // 隐式默认构造函数 B::B()
    // 隐式复制构造函数 B::B(const B&)
};
 
struct C : B
{
     C() : B() { }
 private:
     C(const C&); // 不可复制，C++98 风格
};
 
int main()
{
    A a1(7);
    A a2(a1); // 调用复制构造函数
    B b;
    B b2 = b;
    A a3 = b; // 转换到 A& 并调用复制构造函数
    volatile A va(10);
    // A a4 = va; // 编译错误
 
    C c;
    // C c2 = c; // 编译错误
}

 

五，移动构造函数

类名（类名 &&）

当（直接初始化或复制初始化）从同类型的右值初始化对象时，调用移动构造构造函数，包含

1）初始化T a =std::move(b);或T a(std::move(b)),b类型为T

2）函数实参传递f(std::move(a));其中a类型为T而f为Ret f(T f);

3)函数返回：在T f()的函数中 return a;其中啊类型为T,

隐式声明的移动构造函数

若不对类类型（struct、class 或 union）提供任何用户定义的移动构造函数，且下列各项均为真：

• 没有用户声明的复制构造函数；
• 没有用户声明的复制赋值运算符；
• 没有用户声明的移动复制运算符；
• 没有用户声明的析构函数；

则编译器将声明一个移动构造函数，作为其类的非 explicit的 inline public 成员，签名为 T::T(T&&)。

类可以拥有多个移动构造函数，例如 T::T(const T&&) 和 T::T(T&&)。当存在用户定义的移动构造函数时，用户仍可用关键词 default 强制编译器生成隐式声明的移动构造函数。

#include <string>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <utility>
 
struct A
{
    std::string s;
    int k;
    A() : s("test"), k(-1) { }
    A(const A& o) : s(o.s), k(o.k) { std::cout << "move failed!\n"; }
    A(A&& o) noexcept :
           s(std::move(o.s)),       // 类类型成员的显式移动
           k(std::exchange(o.k, 0)) // 非类类型成员的显式移动
    { }
};
 
A f(A a)
{
    return a;
}
 
struct B : A
{
    std::string s2;
    int n;
    // 隐式移动构造函数 B::(B&&)
    // 调用 A 的移动构造函数
    // 调用 s2 的移动构造函数
    // 并进行 n 的逐位复制
};
 
struct C : B
{
    ~C() { } // 析构函数阻止隐式移动构造函数 C::(C&&)
};
 
struct D : B
{
    D() { }
    ~D() { }          // 析构函数阻止隐式移动构造函数 D::(D&&)
    D(D&&) = default; // 强制生成移动构造函数
};
 
int main()
{
    std::cout << "Trying to move A\n";
    A a1 = f(A()); // 按值返回时，从函数形参移动构造其目标
    std::cout << "Before move, a1.s = " << std::quoted(a1.s) << " a1.k = " << a1.k << '\n';
    A a2 = std::move(a1); // 从亡值移动构造
    std::cout << "After move, a1.s = " << std::quoted(a1.s) << " a1.k = " << a1.k << '\n';
 
    std::cout << "Trying to move B\n";
    B b1;
    std::cout << "Before move, b1.s = " << std::quoted(b1.s) << "\n";
    B b2 = std::move(b1); // 调用隐式移动构造函数
    std::cout << "After move, b1.s = " << std::quoted(b1.s) << "\n";
 
    std::cout << "Trying to move C\n";
    C c1;
    C c2 = std::move(c1); // 调用复制构造函数
 
    std::cout << "Trying to move D\n";
    D d1;
    D d2 = std::move(d1);
}

六，析构函数

是对象生存期终结时调用的特殊成员函数，目的时释放对象可能在其生成期间获得的资源

~类名（）；virtual ~类名（）虚析构函数在基类中常为必要的

生存期结束包含：1）程序终止，对于静态存储的对象；2）退出线程，对于具有线程局部存储的对象

3）作用域结束，对于具有自动存储期的对象和生存期因绑定到引用而延长的临时量；

4）delete 表达式，对于具有动态存储的对象5）完整表达式的结尾，对于无名临时量；

6）栈回朔，对于具有自动存储期的对象，当未捕捉的异常脱离其块时；

虚析构函数：通过指向基类指针删除对象引发未定义行为，除非基类的析构函数为虚函数

class Base {
 public:
    virtual ~Base() {}
};
class Derived : public Base {};
Base* b = new Derived;
delete b; // 安全

纯虚构函数：析构函数可以声明为纯虚，例如对于需要声明为抽象类，但没有其他可声明为纯虚的适合函数的基类。这种析构函数必须有定义，因为在销毁派生类时，所有基类析构函数都总是得到调用：

class AbstractBase {
 public:
    virtual ~AbstractBase() = 0;
};
AbstractBase::~AbstractBase() {}
class Derived : public AbstractBase {};
// AbstractBase obj;   // 编译错误
Derived obj;           // OK

七，复制赋值运算符

类名 & 类名 :: operator= ( 类名 )

若不对类类型（struct、class 或 union）提供任何用户定义的复制赋值运算符，则编译器将始终声明一个，作为类的 inline public 成员。当以下各项均为真时，这个隐式声明的复制赋值运算符拥有形式 T& T::operator=(const T&)：

• T 的每个直接基类 B 均拥有复制赋值运算符，其形参是 B 或 const B& 或 const volatile B&；
• T 的每个类类型或类数组类型的非静态数据成员 M 均拥有复制赋值运算符，其形参是 M 或 const M& 或 const volatile M&。

否则隐式声明的复制赋值运算符被声明为 T& T::operator=(T&)。（注意因为这些规则，隐式声明的复制赋值运算符不能绑定到 volatile 左值实参。）

八.移动赋值运算符

类名 & 类名 :: operator= ( 类名 && )

若不对类类型（struct、class 或 union）提供任何用户定义的移动赋值运算符，且下列各项均为真：

• 没有用户声明的复制构造函数；
• 没有用户声明的移动构造函数；
• 没有用户声明的复制赋值运算符；
• 没有用户声明的析构函数，

则编译器将声明一个移动赋值运算符，作为其类的 inline public 成员，并拥有签名 T& T::operator=(T&&)。

类可以拥有多个移动赋值运算符，如 T& T::operator=(const T&&) 和 T& T::operator=(T&&)。当存在用户定义的移动赋值运算符时，用户仍可用关键词 default 强迫编译器生成隐式声明的移动赋值运算符。