C++11 使用 {} 进行初始化

C++11 使用 {} 进行初始化

1 列表初始化的基本概念

在 C++11 及之后的版本中，使用大括号 {} 进行初始化得到了显著增强，并且被赋予了新的名称：列表初始化（list initialization）或统一初始化（uniform initialization）。这种初始化方式提供了更高的类型安全性和更清晰的语法，特别是在避免某些类型的构造函数歧义方面。

2 列表初始化的用法

以下是一些在 C++11 中使用 {} 进行初始化的关键点和示例：

2.1 基本数据类型

对于基本数据类型（如 int, double, char 等），你可以使用 {} 进行初始化，但通常这不是必需的，因为直接使用 = 也可以达到相同的效果。然而，{} 可以在某些情况下避免潜在的窄化转换警告或错误。

int a{10};         // 整数初始化
double b{3.14};    // 浮点数初始化
char c{'A'};       // 字符初始化
bool d{true};      // 布尔值初始化

当使用空的 {} 语法进行初始化时，编译器会自动将剩余的部分初始化为 0 或空值，这有助于避免未初始化变量的问题。

struct Sample {int a{};        // 初始化为 0double b{};     // 初始化化为 0.0
};

2.2 数组

对于数组，{} 是初始化数组元素的常用方式。

int arr[3] = {1, 2, 3}; // 初始化数组
或
int arr[]{1, 2, 3, 4, 5}; // 整数数组初始化

2.3 类和结构体

对于类和结构体，如果它们没有定义构造函数或者定义了接受 std::initializer_list 的构造函数，你可以使用 {} 进行初始化。

• 没有定义构造函数：这种情况下，类被视为聚合类型，可以直接使用 {} 初始化其成员。

struct Point {int x{};int y{};
};Point p = {1, 2}; // 初始化结构体

• 定义了接受 std::initializer_list 的构造函数：如果类定义了一个接受 std::initializer_list 的构造函数，那么使用 {} 会调用这个构造函数。

class MyClass {
public:MyClass(std::initializer_list<int> list) {// 处理 list}
};MyClass obj = {1, 2, 3, 4}; // 调用接受 std::initializer_list 的构造函数

2.4 容器初始化

C++11 中的标准容器（如std::vector、std::list等）也支持列表初始化。这使得容器可以像数组一样被初始化。例如：

std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5}; // 初始化整数向量vec

3 列表初始化的优势

1. 防止窄化转换

   窄化转换是指在类型转换时可能导致信息的损失或不准确的转换。列表初始化在初始化过程中会禁止窄化转换，从而提高了代码的类型安全性。例如：

   int x{3.14}; // 编译错误：禁止从double到int的窄化转换
   

2. 提高代码可读性

   列表初始化使用统一的语法{}进行初始化，这使得代码更加简洁和一致。同时，它也避免了使用不同初始化方式时可能产生的混淆和错误。

3. 支持聚合体初始化

   在 C++11 中，聚合体的概念被扩展，它可以通过初始化列表进行初始化。这意味着符合聚合体条件的类型可以使用更灵活的初始化方式。例如：

   struct Rectangle {int width{};int height{};
   };Rectangle rect{10, 20}; // 使用聚合体初始化变量rect
   

4 注意事项

• 避免构造函数歧义：在某些情况下，使用 {} 可以避免由于多个构造函数导致的歧义。
• 窄化转换：对于可能导致数据丢失的窄化转换，使用 {} 可能会引发编译错误，从而提供更高的类型安全性。
• 默认构造函数：如果类没有定义默认构造函数且你尝试使用 {} 初始化其对象，而该类又不是聚合类型且没有接受 std::initializer_list 的构造函数，那么这将导致编译错误。

5 示例代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <initializer_list>struct Point {int x, y;
};class MyClass {
public:MyClass(int a, int b) : a_(a), b_(b) {}MyClass(std::initializer_list<int> list) {// 假设我们只关心列表的第一个元素a_ = list.begin() != list.end() ? *list.begin() : 0;b_ = 0; // 其他元素被忽略}void print() const {std::cout << "a_ = " << a_ << ", b_ = " << b_ << std::endl;}
private:int a_, b_;
};int main() {Point p = {1, 2}; // 初始化结构体MyClass obj1(3, 4); // 使用构造函数初始化MyClass obj2 = {5}; // 使用接受 std::initializer_list 的构造函数初始化obj1.print(); // 输出: a_ = 3, b_ = 4obj2.print(); // 输出: a_ = 5, b_ = 0return 0;
}

在这个示例中，我们展示了如何使用 {} 初始化结构体、使用构造函数初始化类对象以及使用接受 std::initializer_list 的构造函数初始化类对象。

6 总结

C++11 中的列表初始化特性提供了一种更加简洁、直观和安全的初始化方式。它不仅统一了各种对象的初始化方式，而且还能在编译时捕捉窄化转换等潜在错误。因此，在 C++11 及之后的代码中，推荐使用列表初始化作为默认的初始化方式。通过深入理解并掌握这一特性，我们可以编写出更加健壮、可读和可维护的 C++ 代码。