理解直接初始化与复制初始化的区别

简介

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。
  • 复制初始化则是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。

很多时候编译器会默认给我们进行优化，省去创建临时对象这一步，以此来节省创建临时对象的损耗。

对比

下面的源代码来自于c++拷贝初始化和直接初始化的底层区别

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#include <cstring>
#include <iostream>
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(ClassTest&& ct) { cout << "ClassTest(ClassTest&& ct)" << endl; }
  ClassTest& operator=(ClassTest&& ct) {
    strcpy(c, ct.c);
    cout << "ClassTest & operator=(ClassTest&& ct)" << endl;
    return *this;
  }
  ClassTest(const char* pc) {
    strcpy(c, pc);
    cout << "ClassTest (const char *pc)" << endl;
  }
  ClassTest(const ClassTest& ct) {
    strcpy(c, ct.c);
    cout << "ClassTest(const ClassTest& ct)" << endl;
  }
  virtual int ff() { return 1; }

 private:
  char c[256];
};

ClassTest f1() {
  ClassTest c;
  return c;
}
void f2(ClassTest ct) { ; }
int main() {
  ClassTest ct1("ab");              // 直接初始化
  ClassTest ct2 = "ab";             // 复制初始化
  ClassTest ct3 = ct1;              // 复制初始化
  ClassTest ct4(ct1);               // 直接初始化
  ClassTest ct5 = ClassTest("ab");  // 复制初始化
  ClassTest ct6 = f1();
  f1();
  f2(ct1);
  return 0;
}

ClassTest ct1(“ab”)

根据参数确定对应的构造函数 : ClassTest(const char* pc);

ClassTest ct2 = “ab”

该构造函数本应该为复制初始化，通过创建”ab”的临时对象，之后将临时对象复制到初始化对象中。

但是结果是显示调用了 ClassTest(const char* pc); 与上面的结果一致。

该结果应是执行了编译器的默认优化。

注意：对于编译器，即使启用了 -O0 来关闭优化，还是会进行一些必要的优化方式，如：减少不必要的复制。

ClassTest ct3 = ct1

该构造函数与第二个例子原理相同，区别是，第二个例子需要先构造一个临时对象，而该例子中已经存在一个对象，所以进行拷贝构造。

值得说明的是：如果该类中不存在复制初始化，编译器会默认生成一个复制初始化，该初始化方式为对应字段简单的拷贝。

ClassTest ct4(ct1)

根据参数确定对应的构造函数 : ClassTest(const ClassTest& ct);

ClassTest ct5 = ClassTest(“ab”)

出乎意料的是通过输出结果来看，该方式并没有临时对象的拷贝，该方式是直接将ct5的地址作为实参去调用构造函数。

ClassTest ct6 = f1()

在调用f1的时候，也传进了ct6对象的地址，在f1内部对c进行初始化后，直接通过c对象地址和ct6地址调用移动构造函数，对ct6进行了初始化，最后返回的是ct6对象地址。

f2(ct1)

一般来说，编译器对于一个非引用类型的变量，不是直接传入ct1对象地址，而是在栈上生成一个临时对象并且用拷贝构造函数进行初始化，最后再传入临时对象的地址调用f2函数。

总结

  • 复制初始化：将一个已有的对象(包括临时对象)拷贝到正在创建的对象(一般用=)。
  • 直接初始化：通过括号给对象提供一定的参数，根据参数匹配对应的构造函数。
  • 编译器的优化总结为尽可能的避免使用临时对象。而是选择在对象初始化时去选择对应的构造函数。