C++直接初始化与复制初始化的区别深入解析
C++中直接初始化与复制初始化是很多初学者容易混淆的概念,本文就以实例形式讲述二者之间的区别。供大家参考之用。具体分析如下:
一、Primer中的说法
首先我们现来看看经典是怎么说的:
“当用于类类型对象时,初始化的复制形式和直接形式有所不同:直接初始化直接调用与实参匹配的构造函数,复制初始化总是调用复制构造函数。复制初始化首先使用指定构造函数创建一个临时对象,然后用复制构造函数将那个临时对象复制到正在创建的对象”
还有一段这样说:
“通常直接初始化和复制初始化仅在低级别优化上存在差异,然而,对于不支持复制的类型,或者使用非explicit构造函数的时候,它们有本质区别:
ifstream file1("filename")://ok:direct initialization ifstream file2 = "filename";//error:copy constructor is private”
二、通常的误解
从上面的说法中,我们可以知道,直接初始化不一定要调用复制构造函数,而复制初始化一定要调用复制构造函数。然而大多数人却认为,直接初始化是构造对象时要调用复制构造函数,而复制初始化是构造对象时要调用赋值操作函数(operator=),其实这是一大误解。因为只有对象被创建才会出现初始化,而赋值操作并不应用于对象的创建过程中,且primer也没有这样的说法。至于为什么会出现这个误解,可能是因为复制初始化的写法中存在等号(=)吧。
为了把问题说清楚,还是从代码上来解释比较容易让人明白,请看下面的代码:
#include <iostream> #include <cstring> using namespace std; class ClassTest { public: ClassTest() { c[0] = '\0'; cout<<"ClassTest()"<<endl; } ClassTest& operator=(const ClassTest &ct) { strcpy(c, ct.c); cout<<"ClassTest& operator=(const ClassTest &ct)"<<endl; return *this; } ClassTest(const char *pc) { strcpy(c, pc); cout<<"ClassTest (const char *pc)"<<endl; } // private: ClassTest(const ClassTest& ct) { strcpy(c, ct.c); cout<<"ClassTest(const ClassTest& ct)"<<endl; } private: char c[256]; }; int main() { cout<<"ct1: "; ClassTest ct1("ab");//直接初始化 cout<<"ct2: "; ClassTest ct2 = "ab";//复制初始化 cout<<"ct3: "; ClassTest ct3 = ct1;//复制初始化 cout<<"ct4: "; ClassTest ct4(ct1);//直接初始化 cout<<"ct5: "; ClassTest ct5 = ClassTest();//复制初始化 return 0; }
输出结果为:
从输出的结果,我们可以知道对象的构造到底调用了哪些函数,从ct1与ct2、ct3与ct4的比较中可以看出,ct1与ct2对象的构建调用的都是同一个函数——ClassTest(const char *pc),同样道理,ct3与ct4调用的也是同一个函数——ClassTest(const ClassTest& ct),而ct5则直接调用了默认构造函数。
于是,很多人就认为ClassTest ct1("ab");等价于ClassTest ct2 = "ab";,而ClassTest ct3 = ct1;也等价于ClassTest ct4(ct1);而且他们都没有调用赋值操作函数,所以它们都是直接初始化,然而事实是否真的如你所想的那样呢?答案显然不是。
三、层层推进,到底谁欺骗了我们
很多时候,自己的眼睛往往会欺骗你自己,这里就是一个例子,正是你的眼睛欺骗了你。为什么会这样?其中的原因在谈优化时的补充中也有说明,就是因为编译会帮你做很多你看不到,你也不知道的优化,你看到的结果,正是编译器做了优化后的代码的运行结果,并不是你的代码的真正运行结果。
你也许不相信我所说的,那么你可以把类中的复制函数函数中面注释起来的那行取消注释,让复制构造函数成为私有函数再编译运行这个程序,看看有什么结果发生。
很明显,发生了编译错误,从上面的运行结果,你可能会认为是因为ct3和ct4在构建过程中用到了复制构造函数——ClassTest(const ClassTest& ct),而现在它变成了私有函数,不能在类的外面使用,所以出现了编译错误,但是你也可以把ct3和ct4的函数语句注释起来,如下所示:
int main() { cout<<"ct1: "; ClassTest ct1("ab"); cout<<"ct2: "; ClassTest ct2 = "ab"; // cout<<"ct3: "; // ClassTest ct3 = ct1; // cout<<"ct4: "; // ClassTest ct4(ct1); cout<<"ct5: "; ClassTest ct5 = ClassTest(); return 0; }