前言

本文主要給大家介紹了C++11統(tǒng)一初始化語(yǔ)法的相關(guān)內(nèi)容，關(guān)于在當(dāng)前新標(biāo)準(zhǔn)C++11的語(yǔ)法看來(lái)，變量合法的初始化器有如下形式：

X a1 {v};
X a2 = {v};
X a3 = v;
X a4(v);

其實(shí)，上面第一種和第二種初始化方式在本質(zhì)上沒(méi)有任何差別，添加=則是一種習(xí)慣上的行為。使用花括號(hào)進(jìn)行的列表初始化語(yǔ)法，其實(shí)早在C++98時(shí)代就有了，只不過(guò)歷史上他們只是被用來(lái)對(duì)數(shù)組元素進(jìn)行初始化操作，以及初始化自定義POD類型的數(shù)據(jù)(簡(jiǎn)單理解就是可以memcpy復(fù)制對(duì)象的類型)。比如：

int v1[] = {1, 2, 3, 4};
int v2[5] = {1,2,3};
char msg = "hello, world!";

在使用列表來(lái)初始化數(shù)組的時(shí)候，如果聲明數(shù)組的時(shí)候沒(méi)有指定數(shù)組尺寸大小，則編譯器就使用其列表包含的元素個(gè)數(shù)自動(dòng)計(jì)算數(shù)組的尺寸；如果提供了數(shù)組尺寸，但是列表的元素?cái)?shù)目小于數(shù)組尺寸，則系統(tǒng)會(huì)將剩余的元素全部賦值為0。如果是字符數(shù)組的話，C++還支持使用字符串常亮來(lái)進(jìn)行初始化。

一、C++11的統(tǒng)一初始化器

在新標(biāo)準(zhǔn)C++11中這個(gè)東西使用范圍和特性被大大的擴(kuò)展了，而且已經(jīng)成為了一個(gè)基礎(chǔ)而又重要的利器，幾乎可以執(zhí)行任何的初始化操作，所以也被稱為”Uniform initialization”，盡管國(guó)內(nèi)還是習(xí)慣上稱為列表初始化。因?yàn)樗梢员苊鈧鹘y(tǒng)初始化中的諸多問(wèn)題和缺陷，所以從Bjarne Stroustrup爺爺?shù)摹禖++ 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》描述口吻看來(lái)，列表初始化是被大力推薦使用的，即便用慣舊式初始化的C++程序員初看起來(lái)會(huì)很不習(xí)慣，但C++強(qiáng)烈建議使用上述第一種方式進(jìn)行統(tǒng)一初始化操作。

C++11還引入了atomic原子類型，這種類型的變量(比如std::atomic)是無(wú)法使用傳統(tǒng)=方式進(jìn)行初始化的，只能使用{}或者()方式進(jìn)行初始化；對(duì)于自定義類，如果其非靜態(tài)成員變量具有默認(rèn)值，則這個(gè)默認(rèn)值只能用{}或者=進(jìn)行初始化。總之也只有{}相比于其他類型可以用于任何位置，所以稱為統(tǒng)一初始化器也不足為怪了。

防止類型收窄這是列表初始化的一個(gè)非常重要的特性，因?yàn)镃++有很多隱式轉(zhuǎn)換操作的發(fā)生，比如：浮點(diǎn)類型隱式轉(zhuǎn)換為整形、長(zhǎng)整型轉(zhuǎn)換為短整型導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，高精度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為低精度的數(shù)據(jù)，但凡是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換一次后再向回轉(zhuǎn)換而不能得到原有表示的情況下，都可以稱之為類型收窄。類型收窄常常會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)精度丟失，甚至潛在有意或無(wú)意錯(cuò)誤的發(fā)生，尤其是那些不喜歡看編譯警告的程序員常常會(huì)被忽略掉這些提示，而通過(guò)列表初始化的語(yǔ)法，編譯器在編譯期間進(jìn)行這方面的強(qiáng)制檢查，如果發(fā)生類型收窄則強(qiáng)制編譯失敗，從而能夠杜絕相關(guān)問(wèn)題的發(fā)生。

除了上面的優(yōu)勢(shì)之外，列表初始化語(yǔ)法還可以杜絕C++重構(gòu)造語(yǔ)法的陰暗面。C++秉承的一個(gè)觀念就是任何可以被解釋為聲明語(yǔ)法的語(yǔ)句都會(huì)被解釋為聲明語(yǔ)句，這會(huì)導(dǎo)致調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候被用錯(cuò)。

Widget w(); // 被解釋為函數(shù)聲明
Widget w{}; // OK

另外一種情況就是在容器使用的時(shí)候，也比較容易產(chǎn)生混淆的語(yǔ)義，這個(gè)時(shí)候使用列表初始初始化語(yǔ)法可以表明我們提供的列表是實(shí)際的元素。因?yàn)槿萜黝惖臉?gòu)造函數(shù)具有使用std::initializer_list作為重載的版本，所以如果要顯式調(diào)用其某個(gè)版本的構(gòu)造函數(shù)，就需要使用()來(lái)規(guī)避std::initializer_list的版本，稱之為ctor-resort。

vector<int> v1{99};   // 一個(gè)元素，值為99
vector<int> v2(99);   // 實(shí)際是調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，共99個(gè)元素，默認(rèn)值都是0
vector<string> v2("hello");  // Error，無(wú)匹配的構(gòu)造函數(shù)

二、統(tǒng)一初始化器的陰暗面

使用列表初始化語(yǔ)法在絕大多數(shù)情況都能勝任，而且工作的很好，但是一旦同std::initializer_list結(jié)合起來(lái)，它的使用就會(huì)讓人感覺(jué)混淆不清。在auto進(jìn)行類型自動(dòng)推導(dǎo)的時(shí)候，{}會(huì)默認(rèn)被推導(dǎo)為std::initializer_list，如果這種結(jié)果不是你想要的，就需要進(jìn)行規(guī)避以使用其他方式進(jìn)行初始化操作。

auto z1 {99}; // initializer_list<int>
auto z2 = 99; // int

如果你認(rèn)為避免上面那個(gè)坑就結(jié)束了，呵呵……統(tǒng)一初始化器最大的麻煩還在于其和構(gòu)造函數(shù)的結(jié)合。如果某個(gè)類的構(gòu)造函數(shù)，其提供了一個(gè)接收std::initializer_list作為參數(shù)類型的重載版本，那么使用統(tǒng)一初始化句法進(jìn)行構(gòu)造對(duì)象的時(shí)候，編譯器將會(huì)強(qiáng)烈優(yōu)先使用具有初始化列表的重載版本。

我們知道，以std::initializer_list作為形參的話，其實(shí)參列表中的元素不要求和T完全匹配，而只需要能轉(zhuǎn)換成T即可，此時(shí)只要轉(zhuǎn)換后滿足要求，編譯器都會(huì)優(yōu)先使用std::initializer_list作為形參的重載版本，即使其他重載的構(gòu)造函數(shù)具有更優(yōu)的匹配。在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，如果類型提升滿足要求則會(huì)正常調(diào)用；如果發(fā)生了窄化轉(zhuǎn)換，則調(diào)用會(huì)失敗報(bào)錯(cuò)；只有諸如字符串和數(shù)字這類無(wú)法轉(zhuǎn)換的類型相互重載時(shí)候，重載機(jī)制才可能正常工作。

struct Widget {
 Widget(int i, bool b) { cout << "1" << endl; }
 Widget(int i, double d) { cout << "2" << endl; }
 Widget(std::initializer_list<bool> il) { cout << "3" << endl; }
};
Widget w1{1, true}; // 3
Widget w2{9, true}; // Error

還有一個(gè)極端情況，如果一個(gè)自定義類既有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，也有std::initializer_list作為參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，則使用{}作為初始化值構(gòu)造對(duì)象的話，C++標(biāo)準(zhǔn)顯式規(guī)定了調(diào)用其默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，如果想要以空列表的語(yǔ)義調(diào)用第二個(gè)版本，則可以使用({})的方式進(jìn)行初始化。

三、C++對(duì)象的默認(rèn)初始化行為

列表初始化還允許使用空列表{}作為初始化器，這時(shí)候元素都使用默認(rèn)值進(jìn)行初始化，或者調(diào)用自定義類型的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，所以列表初始化的變量其默認(rèn)行為都是良好的。

對(duì)于我們自定義的數(shù)據(jù)類型，如有必要也可以，在具體調(diào)用的時(shí)候不需要具體元素類型為T，只要能轉(zhuǎn)化成T即可，在構(gòu)造函數(shù)中使用迭代器訪問(wèn)列表中的每個(gè)元素。

C++規(guī)定，如果定義的變量沒(méi)有指定初始化器，則全局變量、名字空間變量、局部static變量、static成員將會(huì)執(zhí)行相應(yīng)數(shù)據(jù)類型的空列表{}初始化；而對(duì)于局部變量、自由存儲(chǔ)區(qū)上的變量(堆對(duì)象)，除非它們定義于用戶自定義類型的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)中，否則不會(huì)執(zhí)行默認(rèn)初始化，這種情況是需要格外需要注意的，操作未初始化變量可能會(huì)造成不確定的行為。

int* p{ new int{} };
char* q{ new char[2014]{} }

呵呵，如果突然看著一大坨C++代碼使用{}進(jìn)行初始化，可能會(huì)一時(shí)間覺(jué)得奇怪，不過(guò)習(xí)慣也就好啦！

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，本文還有許多不足，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

參考

• Effective Modern C++
• 深入應(yīng)用C++11：代碼優(yōu)化與工程級(jí)應(yīng)用
• C++ 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(原書第 4 版)
• GotW #1 Solution: Variable Initialization – or Is It?

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