C++構造函數深度探究

一、引子：

如下代碼中的輸出語句輸出0嗎，爲何？

struct Test
{
　　int _a;
　　Test(int a) : _a(a) {}
　　Test()
　　{
　　　　Test(0);
　　}
};

Test obj;
cout << obj._a << endl;

 

輸出爲：-858993460

 

二、剖析

上面代碼的輸出爲一個垃圾值，也就是說obj調用構造函數並無對成員進行初始化工做，雖然默認無參構造Test()內部調用了Test(int a)，但從結果看，初始化工做並不成功。這是爲何呢？

在執行構造函數時，Test()並不會調用"this"對象（即obj對象）的Test::Test(int a)，而是會用Test::Test(int a)來建立一個新的臨時實例對象，而後當這條語句執行完後，這個新的臨時對象立刻就會被銷燬。這樣一來，"this"對象就沒有被初始化，成員_a就是垃圾值，之後使用"this"對象就有可能產生一些問題。

 

3.重點：構造函數互相調用

分析完這個題目以後，咱們會想到另外一個問題。也是咱們今天重點關注的問題： 

class Test
{  
    int _a;  
    int _b;  
    int _c;  
public:
  
　　Test(int a, int b) : _a(a), _b(b),_c(0)  {}  
　　Test(int a, int b, int c);  
};  

 

若是咱們C++類中有兩個構造函數，分別爲Test(int a, int b)和Test(int a, int b, int c)。若是咱們的構造函數Test(int a, int b, int c)要完成全部成員（a,b,c）的賦值初始化工做，能夠這樣寫：

Test::Test(int a, int b, int c)   
　　: _a(a)
　　, _b(b)
　　, _c(c)
{  
}

 

可是，這樣寫又重複了構造函數Test(int a, int b)的工做，類成員少的狀況下還好，若是成員很是多，重複寫的話代碼量過大，並且代碼可讀性下降了。然而咱們能夠看到構造函數Test(int a, int b)已經完成了成員a和成員b的賦值初始化工做，爲了減小代碼量，就想着讓3個參數的構造函數調用2個參數的構造函數，而後在執行一些本身的代碼，這就如同派生類先調用基類的同名函數，再執行本身特有的代碼。可是這種機制如何實現呢？

以前咱們得出過結論：構造函數調用另外一個構造函數並不能完成當前對象的初始化工做，只是初始化了臨時對象。下面咱們就進入本文的核心問題：如何在構造函數中調用本類的另外一個構造函數來初始化當前對象？

 

方法一：使用placement new技術，在3個參數中顯式調用2個參數的構造函數。

3參數構造函數能夠這樣實現：

Test::Test(int a, int b, int c)   
{  
    new (this) Test(a, b);  
    ...  
}  

 

構造函數分爲2個執行階段：一是在初始化列表的初始化階段，二是在構造函數體內的賦值階段。上述方法是在第二個階段調用2個參數的構造函數。

placement new是operator new的一個重載版本，只是咱們不多用到它。若是你想在已經分配的內存中建立一個對象，使用new是不行的。也就是說placement new容許你在一個已經分配好的內存中（棧或堆中）構造一個新的對象。原型中void*p實際上就是指向一個已經分配好的內存緩衝區的的首地址。placement new技術的形式是 new(void *p) Type(...)，表示在p所指的內存區域調用Type構造函數，該過程沒有內存請求。

這個方法本質就是在對象地址處，調用2個參數的構造函數從新生成一個新的對象而後覆蓋該對象。這個實現方法有投機取巧的嫌疑。 

 

方法二：使用C++11新特性——委託構造函數（Delegating constructors）。能夠在構造函數初始化列表直接調用，相似於調用基類構造函數。

Test::Test(int a, int b, int c) : Test(a, b)  
{  
    ...  
}  

上述說了構造函數有2個執行階段，該方法是在第一個階段進行的，更加方便。可是注意不能在Test(a, b)後面在接_c(c)了，由於調用2個參數的構造函數以後，就至關於該對象已經初始化完成了，不能在初始化列表放入其餘成員的初始化形式。只能放在構造函數體中的賦值階段。該方法目前只能用在VS2013中。

這個方法利用了C++11標準中的新特性——委託構造函數（Delegating constructors）。目前只能再VS2013及以上的版本使用，這個方法侷限性很大，不過確實很方便。