什么是 C++ 中的初始化列表？它的作用是什么？初始化列表和在构造函数体内赋值有什么区别？

定义

在 C++ 中，初始化列表是一种用于初始化类的数据成员的语法机制。它在构造函数的定义中使用，位于构造函数的参数列表之后，函数体之前，以一个冒号:开始

class MyClass {
private:
    int num;
    double value;
public:
    MyClass(int n, double v) : num(n), value(v) {
    }
};

作用

在对象创建时，对成员变量进行初始化，特别是对于const成员变量、引用成员变量和没有默认构造函数的成员对象，必须使用初始化参数列表进行初始化，只能在构造函数中使用。

初始化的顺序和成员变量的顺序一致，和初始化参数列表的顺序无关

class A {
    int a;
    int b;
    int c;
    const int d;
    int& e;
public:
    A() :a(1), c(2), b(c), d(2), e(a) {
        cout << a << " " << b << " " << c << endl;//打印结果为1，-839928，2。因为是按照成员变量的顺序进行初始化的
    }
    A(int a, int b, int c, int d, int e) :a(a), b(b), c(c), d(d), e(e) {}
};
int main() {
    A a;
}

初始化列表和在构造函数体内赋值有什么区别？

构造函数是给成员变量赋值的

初始化参数列表是给成员变量初始化的

对特殊类型成员

初始化列表：

对于const成员变量，因为const变量在初始化后不能再被赋值，所以必须使用初始化列表来初始化。

class ConstClass {
private:
    const int const_num;
public:
    ConstClass(int n) : const_num(n) {
    }
};

引用类型的成员变量也必须在初始化列表中初始化。引用在定义后不能重新绑定到其他对象，所以需要在初始化时确定其引用的对象

class RefClass {
private:
    int& ref_num;
public:
    RefClass(int& n) : ref_num(n) {
    }
};

构造函数体内赋值：

无法用于初始化const成员和引用成员。因为在构造函数体执行时，const成员已经被默认初始化（不符合要求），引用成员如果没有在初始化列表初始化，在构造函数体中就无法再进行合法的初始化。

性能差异

初始化列表：

对于包含其他类对象作为成员（成员对象）的情况，初始化列表可以更高效地初始化这些成员对象。如果在初始化列表中调用成员对象的构造函数，成员对象的构造函数只会被调用一次，按照正确的顺序初始化。

假设有一个类Container包含一个std::vector成员vec，在初始化列表中初始化vec可以避免不必要的默认构造和重新赋值操作

class Container {
private:
    std::vector<int> vec;
public:
    Container() : vec(10) {  // 直接初始化为包含10个元素的vector
    }
};

构造函数体内赋值：

如果先默认构造成员对象，然后在构造函数体内赋值，可能会导致额外的性能开销。对于一些资源密集型的对象，如动态分配内存的对象，这可能会涉及到多次内存分配和释放操作。例如，如果在构造函数体内给std::vector成员赋值，可能会先默认构造一个空的vector，然后再重新分配内存来存储新的值，这比直接在初始化列表中初始化效率要低。

对于一些需要在构造函数体内进行复杂计算的成员变量，可以先用初始化列表中进行默认初始化，然后再构造函数体内进行赋值。

class Rectangle {
private:
    double length;
    double width;
    double area;
public:
    Rectangle(double l, double w) : length(l), width(w), area(0) {
        // 在构造函数体内进行复杂计算（这里是计算面积）
        area = length * width;
    }
    double getArea() {
        return area;
    }
};

在初始化列表中对length和width进行了初始化，同时对area进行了默认初始化（初始化为 0）。这是因为在进入构造函数体之前，我们还没有计算出area的值，所以先给它一个默认值。