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Effective C++ 条款 04：确定对象被使用前已先被初始化

article 2024/12/27 16:52:19

条款 04：确定对象被使用前已先被初始化

目的

确保每个构造函数都能将对象的所有成员初始化，并且使用 成员初值列（Member Initialization List）来完成初始化，而不是在构造函数本体中进行赋值。成员初值列是在构造函数开始时执行的，它确保了成员变量在构造函数体内部使用之前已经被初始化。

关键点

成员初值列：成员初值列是在构造函数的声明部分使用冒号（:）初始化类成员的语法。在构造函数的主体执行之前，成员变量会根据初值列进行初始化。初值列的使用比构造函数体内的赋值语句更加高效。
避免赋值：在构造函数体内使用赋值语句给成员变量赋值不是推荐的做法。应该优先使用成员初值列初始化成员变量。

示例

class ABEntry {
public:
  ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones)
    : theName(name),              // 初始化 theName
      theAddress(address),        // 初始化 theAddress
      thePhones(phones),          // 初始化 thePhones
      numTimesConsulted(0)        // 初始化 numTimesConsulted
  {
    // 这里不再进行成员变量的赋值，避免重复操作
  }
  
private:
  std::string theName;
  std::string theAddress;
  std::list<PhoneNumber> thePhones;
  int numTimesConsulted;
};

上面代码中，theName、theAddress、thePhones 和 numTimesConsulted 都在成员初值列中初始化，而构造函数体内没有再进行赋值操作，这样能确保每个成员都在对象创建时得到正确的初始化。

手工初始化内置类型对象

C++ 不保证内置类型（如 int、double 等）会自动初始化，所以建议手动初始化这些成员变量。确保内置类型在使用之前已经赋予一个合理的值。

成员初值列的顺序

在成员初值列中，成员变量应该按照它们在类中声明的顺序来初始化。这是因为 C++ 对象的成员变量初始化顺序是根据它们在类中声明的顺序，而不是在成员初值列中的顺序。

class MyClass {
public:
  MyClass(int a, int b) : x(a), y(b) {} // 按照声明顺序初始化 x 和 y
private:
  int x;
  int y;
};

这段代码确保了 x 和 y 的初始化顺序与它们在类中声明的顺序一致，避免了潜在的问题。

跨编译单元的初始化次序问题

为了避免跨编译单元之间的初始化顺序问题，建议使用 局部静态对象（local static object）来代替 非局部静态对象（non-local static object）。局部静态对象会在第一次调用时进行初始化，因此它们能够在多线程环境下保证线程安全。

示例

class FileSystem { 
  // FileSystem 类的定义 
};

FileSystem& tfs() { 
  static FileSystem fs;  // 局部静态对象，在首次调用时初始化
  return fs; 
}

class Directory { 
public: 
  Directory(/* params */) { 
    std::size_t disks = tfs().numDisks();  // 使用局部静态对象 tfs()
  } 
};