成员初始化列表为什么比函数体内初始化快一些

在 C++ 中，成员初始化列表通常比在构造函数体内进行初始化更高效，原因主要与对象构造的顺序和内存管理的方式相关。下面是几个关键点，解释为什么成员初始化列表相较于构造函数体内初始化更快。

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1. 成员初始化列表与构造函数体内初始化的区别

成员初始化列表

成员初始化列表是在构造函数的参数列表之后、函数体之前执行的。它的作用是直接初始化成员变量，即在对象的内存空间分配完成时就对成员变量进行初始化。

class MyClass {
    int x;
    double y;

public:
    MyClass(int a, double b) : x(a), y(b) { }  // ✅ 成员初始化列表
};

• x 和 y 直接在构造函数调用时被初始化。
• 对象构造时成员变量的初始化顺序是根据成员在类中声明的顺序，而不是成员初始化列表中的顺序。

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构造函数体内初始化

构造函数体内初始化是通过在函数体内进行赋值操作来对成员进行初始化。

class MyClass {
    int x;
    double y;

public:
    MyClass(int a, double b) {
        x = a;  // ❌ 构造函数体内初始化
        y = b;
    }
};

• x 和 y 在对象构造之后被赋值。

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2. 为什么成员初始化列表更高效？

（1）避免多次调用构造函数

• 成员初始化列表会直接调用成员变量的构造函数进行初始化，即一次性初始化，在分配内存时就完成了成员变量的构造过程。
• 构造函数体内初始化会先调用默认构造函数，然后再对成员变量进行赋值。这样会进行两次操作，一次是默认构造，一次是赋值。

示例

class MyClass {
    int x;
    double y;

public:
    MyClass(int a, double b) : x(a), y(b) { }  // 直接初始化
};

class AnotherClass {
    int x;
    double y;

public:
    AnotherClass(int a, double b) {
        x = a;  // 默认构造函数调用，然后赋值
        y = b;
    }
};

• 在 MyClass 中，x 和 y 直接通过初始化列表被初始化。
• 在 AnotherClass 中，x 和 y 会先调用默认构造函数（int 和 double 的默认构造函数），然后再赋值。这意味着会多执行一次构造和赋值的操作，而不是直接通过初始化列表进行。

（2）避免不必要的临时对象创建

在成员初始化列表中，成员变量会通过直接传入构造函数的参数进行初始化，而在构造函数体内初始化时，参数可能需要创建临时对象来进行赋值操作。

class MyClass {
    std::string str;

public:
    MyClass(const std::string& s) : str(s) { }  // 成员初始化列表
};

• 在成员初始化列表中，str(s) 直接使用传入的 s 初始化成员变量 str，没有创建临时对象。

class AnotherClass {
    std::string str;

public:
    AnotherClass(const std::string& s) {
        str = s;  // 构造函数体内初始化
    }
};

• 在构造函数体内，str = s; 会首先调用 std::string 的默认构造函数来构造 str，然后赋值。这会导致 不必要的临时对象创建，即使在 str 是传值或引用类型的情况下。

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（3）成员初始化的顺序

• 成员初始化列表中的初始化顺序是按照成员在类中声明的顺序执行的。
• 构造函数体内初始化的顺序是按照初始化语句的书写顺序执行的。通常，初始化顺序应该与成员声明的顺序一致，否则可能会导致意外的行为，尤其在依赖成员变量初始化顺序时。

示例：不同顺序会影响结果

class MyClass {
    int x;
    int y;
public:
    MyClass(int a, int b) : y(b), x(a) { }  // 正确，但初始化顺序与声明顺序不同
};

• 虽然初始化列表的顺序与声明顺序不同，但成员变量的初始化顺序仍然遵循声明顺序：先初始化 x，再初始化 y。

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4. 总结

特点	成员初始化列表	构造函数体内初始化
初始化效率	✅ 更高效，避免多次调用构造和赋值	❌ 效率低，先调用默认构造再赋值
临时对象创建	✅ 避免临时对象创建	❌ 可能创建临时对象
初始化顺序	按声明顺序初始化	按初始化语句顺序初始化
常见用途	必须初始化的成员变量	对象内存分配之后的赋值操作

🚀 总之，使用成员初始化列表比在构造函数体内初始化更加高效，尤其是当成员类型有显式构造函数时。