Programmingバックエンド C++ 開発者

C++11以降のメンバー初期化子を使用したクラスメンバーの初期化はどのように機能しますか?インライン初期化、コンストラクタの初期化リスト、そしてコンストラクタの本体内での宣言の違いは何ですか?

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回答。

問題の歴史:

従来のC++では、クラスのメンバーはコンストラクタの初期化リストでのみ初期化されました。C++11からは、クラス内の宣言でデフォルト値を指定する(メンバー初期化子)ことができ、コードの可読性と安全性が向上しました。

問題:

メンバーの値を設定する方法はいくつかあります:宣言内(in-class)、コンストラクタの初期化リストを通して、コンストラクタの本体内で。これらの異なる方法はパフォーマンスとセマンティクスに影響を与え、誤解すると不要なコピーやデフォルトのデストラクタ、定数や参照に関するエラーが発生します。

解決策:

  1. インクラス初期化子 — 簡単なデフォルト値に推奨される方法です(C++11以上で機能します)。クラス内で:
class MyClass { int x = 42; };
  1. コンストラクタの初期化リスト — デフォルトコンストラクタを持たないメンバー、定数、参照には必要です:
class MyClass { const int y; MyClass(int val) : y(val) {} // そうでなければコンパイルエラー };
  1. コンストラクタの本体内での初期化 — 推奨されない方法で、データメンバーはデフォルトコンストラクタの呼び出しで既に作成されているため、余計な操作になります:
class MyClass { std::string s; MyClass() { s = "hello"; } // まずdefault、次に代入 };

主な特徴:

  • インクラス初期化子はデフォルト値の指定を簡素化します。
  • 初期化リストは初期化の順序を制御します(定数や参照にとって重要です)。
  • コンストラクタの本体での初期化は、デフォルト構築子を持たないクラスメンバーに対してアンチパターンです。

注意が必要な質問。

メンバーの初期化順序は、クラス内での宣言順序で行われますか?それとも初期化リストの順序ですか?

初期化の順序は常に、クラス内で宣言されている順序であり、初期化リストの順序ではありません。順序の違反は依存メンバーに危険です。

class A { int x = 1; int y = 2; A() : y(10), x(20) {} }; // xはyよりも先に初期化されますが、リストの順序には関係ありません

初期化リストで初期化されなかった定数メンバーをコンストラクタの本体内で初期化することはできますか?

いいえ。定数は初期化リストでのみ初期化されます。コンストラクタの本体での代入はコンパイルエラーです。

クラス内でin-class initializerを使用してメンバーにデフォルト値を指定し、コンストラクタの初期化リストでそれを上書きした場合、どうなりますか?

コンストラクタの初期化リストの値が使用されます。デフォルト値は、リストが何も指定しなかった場合にのみ使用されます。

class C { int x = 10; C() : x(20) {} // xは20になります };

一般的なエラーとアンチパターン

  • 初期化リストの代わりにコンストラクタの本体内で複雑なメンバーを初期化すること。
  • メンバーの定義順序とその初期化順序の違反。
  • 初期化リストの外で定数や参照を初期化しようとすること。

実生活での例

ネガティブケース

クラスがファイルを処理しています。ファイルはstd::ofstreamとして宣言され、コンストラクタの本体内で初期化されます。危険:デフォルトコンストラクタで無効なstd::ofstreamが作成される可能性があり、ファイル操作のエラーが発生します。

利点:

  • 実装が簡単です。

欠点:

  • 不要なコピーまたは無効なオブジェクトの作成。
  • 定数や参照メンバーのエラー。

ポジティブケース

ファイルは初期化リストで初期化されており、無効な状態のファイルの誤った使用を防ぎ、デフォルトデータを持つメンバーはインクラス初期化子を使用します。

利点:

  • 明示的で信頼性があり、効率的なオブジェクトの作成。
  • 定数や参照の安全性。
  • 二重初期化がありません。

欠点:

  • 多くのコンストラクタがある場合、初期化リストのコードが重複します。