C++ 中的初始化

一、初始化简介

• C++ 中的两种数据类型：内置类型和类类型

  • 内置类型：char、bool、short、int、float、double、指针等 C++ 语言支持的最基础的数据类型
  • 类类型：标准库以及我们自己定义的各种类、结构体、模板类等，如MyClass、MyStruct、std::vector<T>、std::string、std::unique_ptr<T>..

• 初始化和赋值的区别：

  • 初始化的概念：创建变量（为特定类型的变量申请存储空间）的同时赋予初始值；如果是类类型，将调用类的构造函数
  • 赋值的概念：已创建的变量的值用另一个值替代，不创建新的变量；如果是类类型，将调用类的赋值运算符operator=()

  inta=1;// 初始化a=2;// 赋值MyClass obj1;// 初始化，调用 MyClass() 构造函数MyClass obj2{42,"hello"};// 初始化，调用 MyClass(int, string) 构造函数obj1=obj2;// 赋值，调用 operator=(const MyClass&)

• 显示初始化、隐式初始化与未初始化：

  • 显示初始化和隐式初始化：无论何时只要类的对象被创建就会执行构造函数，通过显式调用构造函数进行初始化被称为显式初始化，否则叫做隐式初始化
  • 未初始化：未被用户指定初始值，那么这些变量会被执行默认初始化，默认值取决于变量类型和定义变量的位置
    • 内置类型：全局（包括定义在任何函数之外、命名空间之内的）变量或局部静态变量初始化为 0（这种情况也叫值初始化）；局部非静态变量或类成员未定义（未初始化）
    • 类类型：由类的默认（无参）构造决定

  #include<iostream>// Cat 提供两个构造函数classCat{public:intage;Cat()=default;// ✅ = default: 显式请求编译器生成默认构造函数explicitCat(inti):age(i){}};intmain(){Cat cat1;// 隐式初始化: 调用默认构造函数Catcat2(10);// 隐式初始化: 调用一个形参的构造函数Cat cat3=Cat();// 显式初始化: 调用默认构造函数Cat cat31{};// 优选：列表初始化Cat cat4=Cat(5);// 显式初始化: 调用一个形参的构造函数Cat cat41{5};// 优选：列表初始化// 构造函数还可以搭配 new 一起使用, 用于在堆上分配内存Cat*cat5=newCat();Cat*cat51=newCat{};// 优选：列表初始化Cat*cat6=newCat(3);Cat*cat61=newCat{3};// 优选：列表初始化return0;}

• 列表初始化（使用花括号 {} 形式的初始化）：C++11 新标准将列表初始化应用于所有对象的初始化，但一般有如下编程习惯

  • 内置类型习惯于用等号 = 初始化（C/C++ 通用）
  • 类类型习惯用构造函数圆括号（）调用默认初始化或者花括号{} 优选零初始化显式初始化
  • vector、map 和 set等容器类习惯用列表{}初始化

  // 1、列表初始化可以防止窄化转换longdoubleld=3.1415;inta{ld};// 无法编译，转换存在信息丢失的风险intb={ld};// 无法编译，转换存在信息丢失的风险inta{static_cast<int>(ld)};// OK，有意转换intc(ld);// 可以编译，但信息丢失intd=ld;// 可以编译，但信息丢失

二、C++ 中的初始化

• 堆内存使用：动态大小、跨函数使用或者有可能会使用较大的结构体（离开作用域时不会自动释放），使用堆内存是更合适的选择（比如类）
• 栈内存使用：如果结构体较小且作用域明确（当变量超出作用域时，内存自动回收），使用栈内存定义结构体变量会更简单且高效（比如简单结构体，使用{}初始化即可）

2.1、内置类型初始化

• 使用等号（=）初始化一个类变量执行的是拷贝初始化，编译器会把等号右侧的初始值拷贝到新创建的对象中去，不使用等号则执行的是直接初始化

inti1=0;// (1) 拷贝初始化，C/C++ 中通用，**首选**inti2={0};// (2) 拷贝初始化inti3{0};// (3) 直接初始化inti4(0);// (4) 直接初始化inti5;// （5）未初始化，如果是全局变量值为 0；局部变量为随机值

2.2、STL 容器类型初始化

// 1、普通容器变量初始化std::string s1="hello";// (1) 拷贝初始化std::string s2={"hello"};// (2) 拷贝初始化，它不可用于构造函数初始值列表，而(3)可以std::string s3{"hello"};// (3) 列表直接初始化，**首选**，容器类习惯用列表初始化std::strings4("hello");// (4) 构造直接初始化std::string s5;// （5）调用默认构造函数，值为空字符串，std::basic_string<char>();std::string s6{};// （6）调用默认构造函数，值为空字符串，std::basic_string<char>{};// 2、数组容器变量初始化// vu32InputNum1 = std::vector<int, std::allocator<int> >(2, std::allocator<int>());std::vector<int>vu32InputNum1(2);// 2 个 int，初始化为 0// u32InputNum2 = std::vector<int, std::allocator<int> >();std::vector<int>vu32InputNum2;// 调用默认构造函数，被默认初始化为空的 std::vector，初始值是一个空容器，不包含任何元素std::vector<int>vu32InputNum3{8,9};// 2 个 int，初始化为 8, 9// vsInputNames1 = std::vector<std::basic_string<char>, std::allocator<std::basic_string<char> > >(2, std::allocator<std::basic_string<char> >());std::vector<std::string>vsInputNames1(2);// 2 个 string，初始化为 ""// vsInputNames2 = std::vector<std::basic_string<char>, std::allocator<std::basic_string<char> > >();std::vector<std::string>vsInputNames2;// 调用默认构造函数，被默认初始化为空的 std::vector，初始值是一个空容器，不包含任何元素std::vector<std::string>vsInputNames3{"hello","world"};// 2 个 string，初始化为 "hello", "world"

2.3、new 的初始化

// 对于类类型，有无括号没区别string*ps1=newstring;// 默认初始化为空 stringstring*ps2=newstring();// 值初始化为空 stringstring*ps3=newstring{};// 值初始化为空 string, **首选**// 对于内置类型，有括号进行值初始化，没有括号的值未定义！int*pi1=newint;// 默认初始化，*pi1 值未定义！int*pi2=newint();// 值初始化，*pi2 为 0int*pi3=newint{};// 值初始化，*pi3 为 8int*pia1=newint[3];// 3个默认初始化的int: 值未定义int*pia2=newint[3]();// 3个值初始化的int: 值都为0，需区分 () 是调用还是初始化，不推荐/****** 重要 **首选** *******/int*pia3=newint[3]{};// 3个值初始化的int: 值都为0，用于开辟一块内存并初始化为 0；类似 calloc,不用 memset 了constint*pci1=newconstint(1024);// 分配并初始化一个 const intconstint*pci2=newconstint{1024};// 分配并初始化一个 const int

24、结构体初始化

// 重要：结构体类型使用列表初始化分配内存，可避免未初始化的成员变量带来的潜在问题typedefstructtagTAlgTensorHandle{ints32InputNum;intanInputWidth[2];intanInputHeight[2];std::string sInputName;std::vector<std::string>vsBrand;// 用于保存 brand 文件中的内容std::vector<std::string>vsBrand2Type;// 用于保存 brand 映射到 Type 文件中的内容void*pvDetectInGpuBuffer;// 模型输入，按照检测模型的输入大小分配void*pbyInputDataGpu;// 传入大图+ROI时，放置抠出小图的缓存}TAlgTensorHandle;// 可以默认初始值初始化一部分成员变量typedefstructtagTAlgTensorHandle{ints32InputNum{8};intanInputWidth[2]{112,112};intanInputHeight[2]{224,224};std::string sInputName;std::vector<std::string>vsBrand;// 用于保存 brand 文件中的内容std::vector<std::string>vsBrand2Type;// 用于保存 brand 映射到 Type 文件中的内容void*pvDetectInGpuBuffer;// 模型输入，按照检测模型的输入大小分配void*pbyInputDataGpu;// 传入大图+ROI时，放置抠出小图的缓存}TAlgTensorHandle;// 1、普通初始化：成员变量未定义TAlgTensorHandle ptTensorContext1;// 2、列表初始化：成员变量初始化为 0，nullptr 或空/********** 对于结构体类型优先使用此方式(不需要开辟内存的时候)进行初始化 *****************/TAlgTensorHandle ptTensorContext2{};// 3、开辟内存：将分配内存并创建一个 TAlgTensorHandle 对象，但不会对对象进行任何初始化。对象的成员变量将保持未定义的状态TAlgTensorHandle*ptTensorContext1=newTAlgTensorHandle;// 4、开辟内存将分配内存并创建一个 TAlgTensorHandle 对象，同时将所有成员变量初始化为其默认值。// 对于基本类型（如 int），它们会被初始化为 0；对于 std::string 和 std::vector，它们会被初始化为空/********** 对于结构体类型优先使用此方式(或者 C 语言 calloc 的方式)进行初始化 *****************/TAlgTensorHandle*ptTensorContext2=newTAlgTensorHandle{};printf("sizeof handle is %d %d\n",sizeof(*ptTensorContext2),sizeof(TAlgTensorHandle));

2.5、类的初始化

• 类成员有两种初始化方式：类内初始值（成员初始化器，in-class member initializer）以及构造函数初始值列表（constructor initialize list）

  • 尽量不要在构造函数体内部初始化数据成员，因为只有当类的所有成员初始化完成之后才开始执行构造函数体，此时并不是真正意义上的初始化，而是重新赋值
  • 引用成员、const 成员只能通过类内初始值或者构造函数初始值列表初始化，而不能在构造函数体内部“初始化”
  • 注意：
    • 对于内置类型的数据成员，如果没有对其进行显式初始化，其值未定义
    • 类的数据成员初始化顺序和构造函数初始化列表中的顺序无关，而是由成员在类中声明的顺序决定

• 类内初始值/成员初始化器：

  • 在类中声明类的（非静态）数据成员同时提供初始值，初始值可以是字面值、表达式甚至是函数调用
  • 形式上可以用等号或者花括号，但是不能用圆括号，C++11 之后首选的初始化类成员方式

  classSalesData{unsignedunitsSold=0;doublerevenue{0.0};std::string bookNo{"hello"};shared_ptr<int>sp={make_shared<int>(5)};};

• 构造函数初始值列表：

  • 如果需要根据传入构造函数的参数来初始化类成员，可以使用构造函数初始值列表
  • 构造函数初始值列表的形式是在构造函数的形参列表之后，使用冒号分隔，接着是成员名字，然后使用圆括号或花括号来包裹初始化的表达式，多个成员之间通过逗号分隔

classSalesData{public:SalesData(conststd::string&s):bookNo(s){}SalesData(conststd::string&s,unsignedn,doublep):bookNo(s),unitsSold(n),revenue(p*n){}};

• 类内初始值和构造函数初始化列表同时使用：一部分成员变量使用类内初始默认值，一部分成员变量通过传参使用列表初始化

classKNN{public:KNN(constchar*name):sInputName(name){};// 构造函数public:ints32InputNum;ints32OutPutNum{1};intanInputWidth[2]{112,112};intanInputHeight[2]{224,224};std::string sInputName;void*pvPltParamHandle;char*u8Algname;private:ints32Modelsize;std::string key;};// 1、这种方式初始化未构造的参数，可能是未知的KNN pcAlgHandle1{"det"};// KNN pcAlgHandle1("det");// 2、这种方式初始化，成员变量一般会初始化为 0 或 nullptr 等KNN*pcAlgHandle2=newKNN{"cls"};// KNN *pcAlgHandle2 = new KNN("cls");// 除了需要外部传入的参数外，其它参数可以先使用默认初始化参数（或者不初始化），后面再赋值改变（一定要做）classKNN{public:KNN(constchar*name):sInputName(name){};// 构造函数public:ints32InputNum{1};ints32OutPutNum{1};intanInputWidth[2]{112,112};intanInputHeight[2]{224,224};std::string sInputName{"input"};void*pvPltParamHandle;char*u8Algname;private:ints32Modelsize{0};std::string key;};

三、参考资料

1、一文总结现代 C++ 中的初始化
2、一文讲通 C++ 所有初始化方法
3、探索C++中的“{}初始化”：优雅与高效的结合
4、C++中的初始化列表
5、五花八门的C++初始化规则
6、https://cppinsights.io