條款04：肯定對象使用前已被初始化

目錄

• 1. 總結
• 2. 構造函數體 VS 初始化列表
• 3. 對象的初始化順序問題

1. 總結

• 不管是在初始化列表中，仍是在構造函數體內，請爲內置類型對象進行手工初始化，由於C++不保證初始化它們
• 最好使用初始化列表進行初始化，而不要在構造函數體中使用賦值；初始化列表最好列出全部的成員變量，其排列順序應該和它們在class中的聲明順序相同
• 爲了不"不一樣源文件內定義的non-local static對象在編譯時的初始化順序"問題，請以local static對象替換non-local static對象

2. 構造函數體 VS 初始化列表

在C++中，關於對象的初始化動做什麼時候必定發生，什麼時候不必定發生這個問題，最佳的處理辦法就是：永遠在使用對象以前先將它初始化。

• 對於內置類型對象，因爲C++不保證是否初始化以及什麼時候初始化它們，所以不管是在初始化列表中，仍是在構造函數體內，你必須手工完成這項工做
• 對於自定義類型對象，初始化工做由構造函數進行，規則也很簡單：確保每個構造函數都將對象的每個成員初始化

關於在構造函數中初始化，重要的一點是不要混淆了賦值和初始化。

class PhoneNumber { ... };
class ABEntry
{
private:
    std::string theName;
    std::string theAddress;
    std::list<PhoneNumber> thePhones;
    int numTimesConsulted;
public:
    ABEntry{const std::string &name, const std::string &address,
            const std::list<PhoneNumber> &phones};
};

/* 正確可行但不是最好的方法：在構造函數體內對成員變量進行賦值 */
ABEntry::ABEntry{const std::string &name, const std::string &address,
                 const std::list<PhoneNumber> &phones}
{
    theName = name;         //theName、theAddress、thePhones都是賦值，
    theAddress = address;   //而不是初始化。
    thePhones = phones;
    numTimesConsulted = 0;
}

/* 較好的方法：使用初始化列表對成員變量進行初始化 */
ABEntry::ABEntry{const std::string &name, const std::string &address,
                 const std::list<PhoneNumber> &phones}
        :theName(name),
         theAddress(address),
         thePhones(phones),
         numTimesConsulted(0)  //爲了一致性，內置類型對象初始化最好也在初始化列表中進行
{

}

• 第一種方法基於賦值，首先調用default構造函數對theName、theAddress和thePhones進行初始化，而後進入構造函數，再分別對它們進行賦值。
• 第二種方法基於初始化列表，在初始化列表中使用3個參數分別對theName、theAddress和thePhones進行copy構造初始化。

對大多數類型而言，比起先調用default構造函數而後再調用operator =，單隻調用一次copy構造函數是比較高效的，有時甚至高效得多。
而對於內置類型對象如numTimesConsulted，其初始化和賦值的成本是同樣的，但爲了一致性最好也經過初始化列表來初始化。

若是成員變量是const或reference，那麼不論是內置類型仍是自定義類型，都必定須要初值，不能被賦值，都只能經過初始化列表進行初始化（見條款5）。
爲避免須要記住什麼時候必須使用初始化列表，什麼時候不須要，最簡單的作法就是：

• 老是使用初始化列表
• 老是在初始化列表中列出全部成員變量
• 初始化列表中成員變量的排列順序應該和它們在class中的聲明順序相同

可是，一些class有多個構造函數，並且有許多成員變量和/或base class，若是每一個構造函數都使用初始化列表，那麼就會形成大量的代碼重複。
這種狀況下，能夠合理地對"賦值和初始化開銷同樣"的成員變量改用賦值操做，並將這些賦值操做封裝到一個private init函數中，供全部構造函數調用。
這種作法在"成員變量的初始值來自於文件或數據庫讀入"時特別有用。然而，比起經由賦值操做完成的"僞初始化"，經過初始化列表完成的"真正初始化"一般更加可取。

3. 對象的初始化順序問題

C++在單個對象建立時有着十分固定的成員初始化順序，口訣就是"先父母，再客人，後本身"。

• 先調用父類的構造函數
• 再調用成員變量的構造函數，調用順序與聲明順序相同
• 最後調用類自身的構造函數

若是已經在初始化列表中對base class和全部成員變量進行了初始化，那就只剩下一個問題——"不一樣源文件內定義的non-local static對象"的初始化問題。
先來明確下概念，函數內定義的static對象稱爲local static對象，其餘地方定義的static對象稱爲non-local static對象。
如今，咱們關心的問題涉及至少兩個源文件，每一個源文件中都至少含有一個non-local static對象，所以可能發生以下問題。

• 某個源文件中的non-local static對象初始化須要使用另外一個源文件中的non-local static對象
• 但另外一個源文件內的non-local static對象可能還沒有被初始化

產生該問題的緣由是C++對不一樣源文件中的non-local static對象初始化順序沒有明肯定義，幸運的是經過一個小小的設計即可徹底消除該問題，惟一須要作的是：

• 將每一個non-local static對象放到本身的專屬函數中，這些函數返回一個reference指向它所含的對象
• 而後用戶調用這些專屬函數，而不直接使用這些對象

該方法其實是用local static對象替換了non-local static對象，這也是Singleton模式的一個常見實現手法。該方法之因此管用，是由於：

• C++保證函數內的local static對象會在該第一次調用該函數時被初始化
• 若是你從未調用過這些函數，就不會引起構造和析構成本

能夠看到，這種結構下的函數體每每十分簡單固定：第一行定義並初始化一個local static對象，第二行返回一個引用指向它。
這使得它們很是適合實現爲inline函數，尤爲是須要被頻繁調用的場合；但從另外一個角度看，內含static對象也使得它們成爲線程不安全函數。

class FileSystem { ... };

//static FileSystem tfs;  //FileSystem.cpp中定義的non-local static對象

//tfs的專屬函數，用來替換tfs對象
FileSystem &tfs()
{
    static FileSystem fs;  //定義並初始化一個local static對象fs
    return fs;             //返回一個reference指向上述對象
}

class Directory { ... };

Directory::Directory()
{
    //...
    std::size_t disks = tfs().numDisks();
    //...
}

//static Directory tempDir；  //Directory.cpp中定義的non-local static對象，tempDir的初始化依賴於FileSystem.cpp中的tfs對象先初始化完成

//tempDir的專屬函數，用來替換tempDir對象
Directory &tempDir()
{
    static Directory td;  //定義並初始化一個local static對象td
    return td;            //返回一個reference指向上述對象
}