巧用类成员初始化，提高程序健壮性

类成员初始化：掌控对象创建的初始状态

在 C++ 中，类的成员变量初始化对于确定新创建对象的状态至关重要。了解不同的初始化方式和参数传递方法对于确保程序的健壮性和可靠性至关重要。

初始化方式

C++ 提供了多种初始化类成员的方法：

• 默认初始化： 使用默认值（对于基本类型为 0，对于对象为 nullptr）初始化成员变量。
• 拷贝初始化： 使用另一个同类型对象的副本初始化成员变量。
• 移动初始化： 使用另一个同类型对象的资源（而不是其副本）初始化成员变量，使该对象变为无效。
• 聚合初始化： 使用大括号初始化子成员变量，通常用于初始化子对象。
• 带括号的初始化： 类似于聚合初始化，但会调用类的构造函数。
• 直接初始化： 直接使用类名和参数列表调用类的构造函数。

参数传递方式

当传递参数给构造函数或其他函数时，可以使用不同的参数传递方式：

• 按值传递： 传递参数值的副本，对副本的修改不会影响原始对象。
• 按引用传递： 传递对参数的引用，对引用的修改也会修改原始对象。
• 按指针传递： 传递指向参数的指针，对指针的修改也会修改原始对象。

不同方式带来的不同结果

不同的初始化方式和参数传递方式会产生不同的结果：

• 默认初始化将成员变量设置为默认值，可能不是所需的初始值。
• 拷贝初始化创建原始对象的副本，可能导致性能问题。
• 移动初始化比拷贝初始化更高效，因为它避免了拷贝。
• 聚合初始化和带括号的初始化允许直接初始化子对象。
• 按值传递的参数不会修改原始对象，而按引用或按指针传递的参数会修改原始对象。

最佳实践

为了有效使用类成员初始化，请遵循以下最佳实践：

• 优先使用聚合初始化或带括号的初始化，因为它们更简洁、更清晰。
• 慎用默认初始化，因为默认值可能不是所期望的。
• 避免使用拷贝初始化，因为这可能导致性能问题。
• 尽可能使用移动初始化，因为它更有效率。
• 根据需要选择适当的参数传递方式，以避免性能开销或不正确的结果。

结论

类成员初始化是 C++ 中一个基本但重要的概念，它可以极大地影响程序的效率和可靠性。通过了解和有效地使用不同的初始化方式和参数传递方法，您可以创建满足特定需求的健壮、高效的代码。

常见问题解答

1. 什么时候使用默认初始化？
默认初始化适用于成员变量不需要特定初始值的情况。

2. 什么时候使用拷贝初始化？
拷贝初始化适用于需要创建原始对象副本的情况，但移动初始化不可行或不合适。

3. 什么时候使用移动初始化？
移动初始化适用于不需要原始对象的情况下，并且可以提高性能。

4. 如何按引用传递参数？
在参数类型前加上 "&" 符号。

5. 如何按指针传递参数？
在参数类型前加上 "*" 符号。

代码示例

// 默认初始化
int x; // 初始化为 0

// 聚合初始化
struct Point { int x, y; };
Point p1{10, 20}; // 使用聚合初始化设置 x 和 y

// 带括号的初始化
Point p2(10, 20); // 调用构造函数设置 x 和 y

// 按值传递
void swap(int a, int b) { int tmp = a; a = b; b = tmp; }
int x = 10, y = 20;
swap(x, y); // x 和 y 不会被交换

// 按引用传递
void swap(int& a, int& b) { int tmp = a; a = b; b = tmp; }
int x = 10, y = 20;
swap(x, y); // x 和 y 被交换