что такое копирующая инициализация в с

Урок №28. Инициализация, присваивание и объявление переменных

Обновл. 11 Сен 2021 |

Этот урок является более детальным продолжением урока №10.

Адреса и переменные

Как вы уже знаете, переменные — это имена кусочков памяти, которые могут хранить информацию. Помним, что компьютеры имеют оперативную память, которая доступна программам для использования. Когда мы определяем переменную, часть этой памяти отводится ей.

Поскольку все данные компьютера — это лишь последовательность битов, то мы используем тип данных (или просто «тип»), чтобы сообщить компилятору, как интерпретировать содержимое памяти. Вы уже видели пример типа данных: int (целочисленный тип данных). Когда мы объявляем целочисленную переменную, то мы сообщаем компилятору, что «кусочек памяти, который находится по такому-то адресу, следует интерпретировать как целое число».

Когда вы указываете тип данных для переменной, то компилятор и процессор заботятся о деталях преобразования вашего значения в соответствующую последовательность бит определенного типа данных. Когда вы просите ваше значение обратно, то оно «восстанавливается» из этой же последовательности бит.

Кроме int, есть много других типов данных в языке C++, большинство из которых мы детально рассмотрим на соответствующих уроках.

Фундаментальные типы данных в С++

В языке C++ есть встроенная поддержка определенных типов данных. Их называют основными типами данных (или «фундаментальные/базовые/встроенные типы данных»).

Вот список основных типов данных в языке C++:

Объявление переменных

Вы уже знаете, как объявить целочисленную переменную:

Источник

13.13 – Копирующая инициализация

Рассмотрим следующую строку кода:

Эта инструкция использует копирующую инициализацию для инициализации новой созданной целочисленной переменной x значением 5.

Однако классы немного сложнее, поскольку для инициализации они используют конструкторы. В этом уроке будут рассмотрены темы, связанные с копирующей инициализацией для классов.

Копирующая инициализация для классов

Учитывая наш класс Fraction :

Рассмотрим следующий код:

Если бы вы скомпилировали и запустили этот код, вы бы увидели, что он дает ожидаемый результат:

Эта форма копирующей инициализации вычисляется так же, как следующая:

Правило

Избегайте использования копирующей инициализации и используйте вместо нее унифицированную инициализацию.

Другие места, где используется копирующая инициализация

Есть еще несколько мест, где используется копирующая инициализация, но о двух из них стоит упомянуть отдельно. Когда вы передаете или возвращаете класс по значению, этот процесс использует копирующую инициализацию.

Рассмотрим следующий код:

В приведенной выше программе функция makeNegative принимает Fraction по значению, а также возвращает Fraction по значению. Когда мы запускаем программу, мы получаем:

В приведенном выше случае нельзя исключить копирование как для аргумента, передаваемого по значению, так и для возвращаемого значения. Однако в других случаях, если аргумент или возвращаемое значение соответствуют определенным критериям, компилятор может отказаться от конструктора копирования. Например:

В этом случае компилятор, вероятно, исключит конструктор копирования, даже если переменная s возвращается по значению.

Источник

Инициализаторы

Инициализатор определяет начальное значение переменной. Можно инициализировать переменные в этих контекстах:

В определении переменной:

В качестве одного из параметров функции:

В качестве возвращаемого типа функции:

Инициализаторы могут принимать эти формы:

Выражение (или разделенный запятыми список выражений) в скобках:

Знак равенства с последующим выражением:

Список инициализации в фигурных скобках. Список может быть пустым или может состоять из набора списков как в приведенном ниже примере.

Типы инициализации

Существует несколько типов инициализации, которые могут встречаться на различных этапах выполнения программы. Различные типы инициализации не является взаимоисключающими, например, инициализация списка может активировать инициализацию значений, а в других условиях она может активировать агрегатную инициализацию.

Нулевая инициализация

Нулевая инициализация — задание для переменной нулевого значения, неявно преобразованного в тип:

Числовые переменные инициализируются значением 0 (или 0,0; 0,0000000000 и т.п.).

Нулевая инициализация выполняется в разное время:

При запуске программы — для всех именованных переменных, имеющих статическую длительность. Далее эти переменные могут быть инициализированы повторно.

Во время инициализации значений — для скалярных типов и типов класса POD, которые инициализируются с помощью пустых фигурных скобок.

Для массивов, у которых инициализировано только подмножество членов.

Ниже приведены некоторые примеры нулевой инициализации:

Инициализация по умолчанию

Инициализация по умолчанию для классов, структур и объединений — это инициализация с помощью конструктора по умолчанию. Конструктор по умолчанию можно вызвать без выражения инициализации или с помощью new ключевого слова:

Если класс, структура или объединение не имеет конструктор по умолчанию, компилятор выдает ошибку.

Скалярные переменные инициализируются по умолчанию, если при их определении не указываются выражения инициализации. Они имеют неопределенные значения.

Массивы инициализируются по умолчанию, если при их определении не указываются выражения инициализации. Если массив инициализируется по умолчанию, его члены инициализируются по умолчанию и приобретают неопределенные значения как в приведенном ниже примере.

Если члены массива не имеют конструктор по умолчанию, компилятор выдает ошибку.

Инициализация по умолчанию константных переменных

Константные переменные необходимо объявлять вместе с инициализатором. Если они относятся к скалярным типам, они вызывают ошибку компилятора, а если они относятся к типам классов, имеющим конструктор по умолчанию, они вызывают предупреждение:

Инициализация по умолчанию статических переменных

Статические переменные, объявленные без инициализатора, инициализируются значением 0 (с неявным преобразованием к соответствующему типу).

Дополнительные сведения об инициализации глобальных статических объектов см. в разделе функция Main и аргументы командной строки.

Инициализация значения

Инициализация значения происходит в следующих случаях:

Именованное значение инициализируется с использованием пустых фигурных скобок.

Анонимный временный объект инициализируется с помощью пустых круглых или фигурных скобок.

Объект инициализируется с помощью new ключевого слова, а также пустых круглых скобок или фигурных скобок

При инициализации значения выполняются следующие действия:

Для классов, имеющих хотя бы один открытый конструктор, вызывается конструктор по умолчанию.

В случае классов, не относящихся к объединениям, у которых нет объявленных конструкторов, объект инициализируется нулевым значением, и вызывается конструктор по умолчанию.

В случае массивов каждый элемент инициализируется значением.

Во всех остальных случаях переменная инициализируется нулевым значением.

Инициализация копированием

Инициализация копированием — это инициализация одного объекта с использованием другого объекта. Она выполняется в следующих случаях:

Переменная инициализируется с помощью знака равенства.

Аргумент передается в функцию.

Объект возвращается функцией.

Возникает или перехватывается исключение.

Нестатический элемент данных инициализируется с помощью знака равенства.

Следующий код демонстрирует несколько примеров инициализации копированием.

Инициализация копированием не может вызывать явные конструкторы.

В некоторых случаях, если конструктор копии класса удален или недоступен, копируемая инициализация вызывает ошибку компилятора.

Прямая инициализация

Прямая инициализация — это инициализация с использованием (непустых) круглых или фигурных скобок. В отличие от копируемой инициализации она может вызывать явные конструкторы. Она выполняется в следующих случаях:

Переменная инициализируется с помощью непустых круглых или фигурных скобок.

переменная инициализируется с помощью new ключевого слова, а также непустых фигурных скобок или круглых скобок

переменная инициализируется с помощью static_cast

В конструкторе базовые классы и нестатические члены инициализируются с помощью списка инициализации.

В копии захваченной переменной в лямбда-выражении.

Приведенный ниже код демонстрирует несколько примеров прямой инициализации.

Инициализация списка

Инициализация списком выполняется, когда переменная инициализируется с помощью списка инициализации в фигурных скобках. Списки инициализации в фигурных скобках можно использовать в следующих случаях:

класс инициализируется с помощью new ключевого слова

Объект возвращается функцией.

Аргумент передается функции.

Один из аргументов при прямой инициализации.

В инициализаторе нестатических элементов данных.

В списке инициализации конструктора.

Приведенный ниже код демонстрирует несколько примеров инициализации списком.

Агрегатная инициализация

Агрегатная инициализация — форма инициализации списка для массивов и типов классов (часто структур и объединений), со следующими характеристиками:

Отсутствие закрытых или защищенных членов.

Отсутствие заданных пользователем конструкторов кроме явно заданных по умолчанию или удаленных конструкторов.

Отсутствие базовых классов.

Отсутствие виртуальных функций-членов.

в Visual Studio 2015 и более ранних версиях статистическое выражение не может содержать инициализаторы с фигурными или равными скобками для нестатических членов. это ограничение было удалено в стандарте c++ 14 и реализовано в Visual Studio 2017.

Агрегатные инициализаторы состоят из списка инициализации в фигурных скобках со знаком равенства или без него как в приведенном ниже примере:

Вы должны увидеть следующий результат.

Элементы массива, объявляемые, но не инициализированные во время инициализации агрегата, инициализируются нулем, как показано myArr3 выше.

Инициализация объединений и структур

Если объединение не имеет конструктора, его можно инициализировать одним значением (или другим экземпляром объединения). Значение используется для инициализации первого нестатического поля. Это отличается от инициализации структур, где первое значение в инициализаторе используется для инициализации первого поля, второе — для инициализации второго поля и т. д. Сравните инициализацию объединений и структур в следующем примере:

Инициализация статистических выражений, содержащих статистические выражения

Агрегатные типы могут содержать другие агрегатные типы, например массивы массивов, массивы структур и т. п. Эти типы инициализируются с помощью вложенных наборов фигурных скобок, как показано в следующем примере:

Инициализация ссылок

Переменные ссылочного типа должны инициализироваться объектом типа, на котором основан ссылочный тип, или объектом типа, который можно преобразовать в такой тип. Пример:

Единственный способ инициализировать ссылку с помощью временного объекта является инициализация постоянного временного объекта. После инициализации переменная ссылочного типа всегда указывает на один и тот же объект; ее невозможно изменить, чтобы она указывала на другой объект.

Поскольку передача аргумента ссылочного типа в функцию и возврат значения ссылочного типа из функции являются инициализацией, формальные аргументы функции, а также возвращаемые ссылки инициализируются правильно.

Переменные ссылочного типа можно объявлять без инициализаторов только в указанных ниже случаях.

Объявления функций (прототипы). Пример:

Объявления типов значений, возвращаемых функцией. Пример:

Объявления члена класса ссылочного типа. Пример:

При инициализации переменной ссылочного типа компилятор с помощью графа принятия решений, показанного на следующем рисунке, выбирает между созданием ссылки на объект и созданием временного объекта, на который указывает ссылка.

Граф принятия решений для инициализации ссылочных типов

Инициализация внешних переменных

Источник

Урок №142. Копирующая инициализация

Обновл. 13 Сен 2021 |

Рассмотрим следующую строку кода:

Использование копирующей инициализации с классами

Рассмотрим следующую программу:

Результат выполнения программы:

Форма копирующей инициализации в языке C++ в вышеприведенном примере обрабатывается точно так же, как и следующая:

Так как в конструкторе копирования (который язык C++ предоставит автоматически) значения по умолчанию для m_denominator не будет.

Правило: Избегайте использования копирующей инициализации при работе с классами, вместо нее используйте uniform-инициализацию.

Другие применения копирующей инициализации

Когда вы передаете или возвращаете объект класса по значению, то в этом процессе используется копирующая инициализация. Рассмотрим следующую программу:

Здесь функция makeNegative() принимает объект класса Drob по значению и возвращает его так же по значению. Результат выполнения программы:

Copy constructor worked here!
Copy constructor worked here!
-6/7

Первый вызов конструктора копирования выполнится при передаче sixSeven в качестве аргумента в параметр d функции makeNegative(). Второй вызов выполнится при возврате объекта из функции makeNegative() обратно в функцию main(). Таким образом, объект sixSeven копируется дважды.

В примере, приведенном выше, компилятор не может проигнорировать использование конструктора копирования как в передаче аргумента по значению, так и в его возврате. Однако в некоторых случаях, если аргумент или возвращаемое значение соответствуют определенным критериям, компилятор может проигнорировать использование конструктора копирования. Например:

Источник

1.4 – Присваивание и инициализация переменных

В предыдущем уроке «1.3 – Знакомство с переменными в C++» мы рассмотрели, как определить переменную, которую мы сможем использовать для хранения значений. В этом уроке мы узнаем, как помещать значения в переменные, и как использовать эти значения.

Присваивание значения переменной

Копирующее присваивание названо так, потому что оно копирует значение с правой стороны оператора = в переменную с левой стороны оператора. Оператор = называется оператором присваивания.

Вот пример, где мы используем присваивание дважды:

Предупреждение

Одна из наиболее распространенных ошибок, которые делают новички, – это путать оператор присваивания ( = ) с оператором равенства ( == ). Присваивание ( = ) используется для присвоения значения переменной. Равенство ( == ) используется для проверки того, равны ли два операнда по значению.

Копирующая и прямая инициализации

Одним из недостатков присваивания является то, что для него требуются как минимум две инструкции: одна для определения переменной, а другая для присвоения значения.

Эти два шага можно совместить. При определении переменной вы также можете одновременно указать для нее начальное значение. Это называется инициализацией.

C++ поддерживает три основных способа инициализации переменных. Во-первых, мы можем выполнить копирующую инициализацию, используя знак равенства:

Подобно копирующему присваиванию, этот код копирует значение с правой стороны знака равно в переменную, создаваемую с левой стороны.

Во-вторых, мы можем выполнить прямую инициализацию с помощью скобок.

Для простых типов данных (например, целых чисел) копирующая и прямая инициализации, по сути, одинаковы. Различия между копирующей инициализацией и прямой инициализацией мы увидим в этой серии статей позже.

В-третьих, инициализация списком, которую мы рассмотрим в следующем разделе.

Инициализации списком

К сожалению, прямая инициализация с круглыми скобками не может использоваться для всех типов инициализации (таких как инициализация объекта списком данных). Чтобы обеспечить более согласованный механизм инициализации, существует инициализация списком (также иногда называемая унифицированной инициализацией или инициализацией с фигурными скобками), в которой используются фигурные скобки.

Инициализация списком бывает двух форм:

Эти две формы функционируют почти одинаково, но обычно предпочтительнее прямая форма.

Инициализация переменной с пустыми фигурными скобками указывает на инициализацию значения. В большинстве случаев инициализация значения инициализирует переменную нулевым значением (или пустым, если это более подходит для данного типа). В таких случаях, когда происходит обнуление, инициализация значения также называется нулевой инициализацией.

Инициализация списком имеет дополнительное преимущество, так как запрещает «сужающие» преобразования. Это означает, что если вы попытаетесь использовать инициализацию списком для инициализации переменной значением, которое она не может безопасно удерживать, компилятор выдаст предупреждение или ошибку. Например:

Лучшая практика

По возможности отдавайте предпочтение прямой инициализации списком.

Вопрос: C++ обеспечивает копирующую, прямую инициализации и инициализацию списком, а также копирующее присваивание. Существует ли прямое присваивание или присваивание списком?

Нет, C++ не поддерживает синтаксис прямого присваивания или присваивания списком.

Используйте явную инициализацию значением, если вы действительно используете это значение.

Используйте инициализацию значения, если значение временное и будет заменено.

Инициализируйте свои переменные

Инициализируйте свои переменные при создании. В конечном итоге вам могут встретиться случаи, когда вы захотите проигнорировать этот совет по определенной причине (например, критический для производительности фрагмент кода, который использует множество переменных), и это нормально, если выбор сделан сознательно.

Для более подробного обсуждения этой темы Бьёрн Страуструп (создатель C++) и Герб Саттер (эксперт по C ++) сами дают рекомендацию здесь.

Мы исследуем, что произойдет, если вы попытаетесь использовать переменную, для которой нет четко определенного значения, в уроке «1.6 – Неинициализированные переменные и неопределенное поведение».

Лучшая практика

Инициализируйте свои переменные при создании.

Инициализация нескольких переменных

В последнем разделе мы отметили, что можно определить несколько переменных одного типа в одной инструкции, разделив имена запятыми:

Мы также отметили, что лучше всего вообще избегать этого синтаксиса. Однако, поскольку вы можете столкнуться с чужим кодом, использующим этот стиль, всё же полезно поговорить об этом немного подробнее хотя бы, чтобы акцентировать внимание на некоторых причинам, по которым вам следует избегать его.

Вы можете инициализировать несколько переменных, определенных в одной строке:

К сожалению, здесь есть распространенная ошибка, которая может возникнуть, когда программист по ошибке пытается инициализировать обе переменные с помощью одной инструкции инициализации:

В верхней инструкции переменная a будет оставлена неинициализированной, и компилятор может пожаловаться, а может и не пожаловаться. Если он не пожалуется, это отличный способ для вашей программы периодически давать сбои и выдавать случайные результаты. В ближайшее время мы подробнее поговорим о том, что произойдет, если вы будете использовать неинициализированные переменные.

Лучший способ запомнить, что это неправильно, – рассмотреть случай прямой инициализации или инициализации списком:

Небольшой тест

Вопрос 1

В чем разница между инициализацией и присваиванием?

Инициализация дает переменной начальное значение в момент ее создания. Присваивание дает переменной значение в какой-то момент после создания.

Вопрос 2

Какую форму инициализации следует использовать?

Источник