C++之成员变量初始化顺序

本文详细解析了C++中构造函数的工作原理,包括成员变量的初始化顺序及其在类继承中的表现。通过两个实例展示了不同构造函数定义方式下成员变量初始化的具体行为。

在定义类的对象的时候,如果类中有定义构造函数,则调用用户自己定义的构造函数,没有则调用默认构造函数。

如果用户定义的构造函数是以参数列表的形式初始化成员变量,则成员变量的初始化顺序是按照成员变量的声明的顺序

具体看下面的例子和输出结果:

例1:

#include<iostream>  
using namespace std;  
  
int i=1;  
class A  
{  
private:  
    int i1;  
    int i2;  
    int i3;  
    int& i4;//i4是引用,它的值随着引用对象改变而改变  
public:  
    A():i4(i3),i2(i++),i1(i++),i3(i++)  
    {  
        i3 = i;  
    }  
    void Fun()  
    {  
        cout<<i1<<" "<<i2<<" "<<i3<<" "<<i4<<endl;  
    }  
};  
  
int main()  
{  
    A a;  
    a.Fun();  
    return 0;  
}  

输出结果:

1 2 4 4

例2:

class A  
{  
private:  
    int n1;  
    int n2;  
      
public:  
    A():n2(0),n1(n2+2){}  
  
    void Print(){  
        cout << "n1:" << n1 << ", n2: " << n2 <<endl;    
    }  
};  
  
int main()  
{  
  
    A a;  
    a.Print();  
  
    return 1;  
}  
输出结果
     

如果我把A类中构造函数改成:

A()  
{  
    n2 = 0;  
    n1 = n2 +2;  
}  

输出结果

    


PS:在类的继承中,尤其是多重继承的时候,构造函数的初始化列表的初始化顺序是根据继承的先后开始先后执行父类的构造函数,最后才是子类自己的成员变量初始化。

<think>我们被要求回答关于C++成员变量初始化顺序的问题。根据提供的多个引用,我们可以总结出以下关键点: 1. 成员变量初始化顺序由它们在类定义中声明顺序决定,而不是由构造函数初始化列表中的顺序决定。 2. 如果不使用初始化列表,而是在构造函数体内赋值,那么初始化顺序取决于赋值语句的顺序(但注意:这实际上是赋值,不是初始化)。 3. 对于const成员和引用成员,必须在初始化列表中初始化,不能在构造函数体内初始化(因为它们是常量,只能初始化一次)。 4. 静态成员变量(static)必须在类外初始化,且初始化顺序为:基类的静态变量先初始化,然后是派生类的静态变量。 5. 全局变量和静态变量的初始化顺序是不确定的(除了基类静态变量先于派生类静态变量)。 此外,根据引用[4],整个初始化顺序是: 1. 基类的静态变量或全局变量 2. 派生类的静态变量或全局变量 3. 基类的成员变量 4. 派生类的成员变量 注意:在同一个类中,成员变量初始化顺序严格按照类中声明顺序。 我们还需要注意:在初始化列表中,即使我们将某个成员写在前面,但如果它在类中声明在后面,那么它仍然在后面初始化。这可能导致一些陷阱,比如一个成员变量初始化依赖于另一个成员变量,而另一个成员变量还未初始化。 例如,引用[3]中的例子: ```cpp class A { public: A(); public: int a; int b; int c; }; A::A() { a = 1; c = a + 1; // 这里a已经初始化(实际上在进入构造函数体之前,成员变量已经进行了默认初始化?) b = c + 1; } ``` 注意:这里在构造函数体内赋值,所以顺序是a先赋值为1,然后c赋值为a+1(即2),然后b赋值为c+1(即3)。但是,这里实际上并不是初始化,而是赋值。在进入构造函数体之前,成员变量已经被默认初始化(对于基本类型,如果没有在初始化列表中初始化,则其值是未定义的!)。所以这个例子中,实际上a, b, c在进入构造函数体之前都是未初始化的,然后依次赋值。因此,这个例子并不能说明初始化顺序,而是说明了赋值顺序。 实际上,对于基本类型,如果我们没有在初始化列表中初始化,那么它们在构造函数体执行之前的值是未定义的。所以上面的代码中,在给a赋值之前使用a的值是危险的(虽然这里紧接着就赋值了,但严格来说是不安全的)。 更好的例子是使用初始化列表,但顺序声明顺序不一致: ```cpp class B { public: B(int x) : c(x), b(c+1), a(b+1) {} // 注意:这里初始化列表的顺序是c, b, a,但是类中声明顺序是a, b, c private: int a; int b; int c; }; ``` 那么实际的初始化顺序是:a先初始化(但此b和c还没有初始化,所以a(b+1)中的b是未初始化的,导致未定义行为),然后b初始化(同样,c+1中的c此已经初始化了吗?实际上,因为a,b,c的声明顺序是a, b, c,所以初始化顺序是a->b->c。因此,在初始化a的候,b和c都未初始化初始化b的候,c未初始化初始化c的候,没有问题)。 因此,我们应该避免在初始化列表中让一个成员变量初始化依赖于另一个成员变量,除非确保所依赖的成员变量已经声明在前(即初始化顺序在前)。 总结回答: 在C++中,类成员变量初始化顺序遵循以下规则: - 静态成员变量(static)在类外初始化,且基类的静态变量先于派生类的静态变量初始化。 - 非静态成员变量初始化顺序严格按照它们在类定义中声明顺序进行,与构造函数初始化列表中的顺序无关。 - 对于const成员和引用成员,必须在初始化列表中初始化。 - 在构造函数体内对成员变量进行赋值,其顺序由代码顺序决定,但这并不是初始化初始化发生在初始化列表阶段,而构造函数体内是赋值操作)。 因此,在编写代码,应确保初始化列表中的顺序成员变量声明顺序一致,以避免因初始化顺序导致的未定义行为。同,避免成员变量初始化相互依赖。 下面我们按照要求生成回答,并添加相关问题。 </think> ### C++成员变量初始化顺序详解 #### 1. **核心规则** 在C++中,成员变量初始化顺序**严格遵循类定义中的声明顺序**,与构造函数初始化列表的顺序无关。例如: ```cpp class Example { public: Example() : b(2), a(1) {} // 初始化列表顺序声明顺序相反 private: int a; // 声明顺序:a先于b int b; }; ``` 实际初始化顺序:`a` 先初始化,然后 `b` 初始化,与初始化列表顺序无关[^1][^2][^5]。 #### 2. **初始化方式的影响** | 初始化方式 | 行为特点 | |--------------------|--------------------------------------------------------------------------| | **初始化列表** | 顺序声明顺序决定,不受列表写法影响;适用于`const`、引用成员[^4] | | **构造函数内赋值** | 顺序由代码顺序决定;本质是赋值而非初始化,可能产生临对象[^3][^4] | #### 3. **特殊情况** - **`const` 成员**:必须在初始化列表中初始化(不能赋值)[^4] ```cpp class ConstDemo { public: ConstDemo(int x) : c(x) {} // 必须初始化 private: const int c; }; ``` - **静态成员(`static`)**:在类外单独初始化,全局静态变量优先于派生类静态变量[^4] ```cpp class StaticDemo { public: static int s; }; int StaticDemo::s = 0; // 类外初始化 ``` - **继承关系**:基类成员先于派生类成员初始化[^4] ```text 完整初始化顺序: 1. 基类静态变量 → 2. 派生类静态变量 → 3. 基类成员 → 4. 派生类成员 ``` #### 4. **关键陷阱** 若成员初始化存在依赖关系,需严格按声明顺序定义: ```cpp class Dependency { public: Dependency() : b(2), a(b) {} // 错误:a先初始化,但b未就绪! private: int a; // 声明顺序:a先于b int b; }; ``` 此 `a(b)` 使用未初始化的 `b`,导致未定义行为[^5]。 #### 5. **总结** | 规则 | 说明 | |-------------------------|----------------------------------------------------------------------| | 声明顺序决定初始化顺序 | 编译器按类定义中的成员顺序分配内存和初始化 | | 初始化列表顺序无效 | 仅声明顺序生效[^2] | | 构造函数内是赋值操作 | 实际初始化在进入函数体前已完成[^3] | | 避免跨成员依赖 | 若必须依赖,确保被依赖成员声明在前[^5] |
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