C++11委托構造函數(shù)和繼承構造函數(shù)的實現(xiàn)
引言
在C++11標準中，引入了委托構造函數(shù)和繼承構造函數(shù)這兩個重要的特性。這些特性不僅提升了代碼的性能，還增強了代碼的可讀性和可維護性。對于初學者來說，理解和掌握這些特性是邁向高級C++編程的關鍵一步。本文將詳細介紹委托構造函數(shù)和繼承構造函數(shù)的基本概念、使用方法以及實際應用場景，幫助你從入門到精通。
一、委托構造函數(shù)
1.1 委托構造函數(shù)的定義與作用
委托構造函數(shù)是C++11引入的一個特性，它允許一個構造函數(shù)調用同一個類中的另一個構造函數(shù)來完成對象的初始化。這種特性可以減少代碼冗余，提高代碼的可維護性，同時也使得代碼結構更加清晰。例如，在一個類中可能有多個構造函數(shù)，它們之間存在一些重復的初始化代碼，使用委托構造函數(shù)可以避免這些重復代碼的出現(xiàn)。
1.2 委托構造函數(shù)的語法
委托構造函數(shù)的語法格式如下：
class MyClass {
public:
// 目標構造函數(shù)
MyClass(int param1, int param2) {
// 構造函數(shù)的具體實現(xiàn)
}
// 委托構造函數(shù)
MyClass(int param) : MyClass(param, 0) {
// 委托給另一個構造函數(shù)完成初始化
}
};
在上述代碼中，第一個構造函數(shù)接受兩個參數(shù)，而第二個構造函數(shù)只接受一個參數(shù)。第二個構造函數(shù)使用了初始化列表的方式，通過委托給第一個構造函數(shù)來完成對象的初始化。
1.3 委托構造函數(shù)的使用示例
下面通過一個具體的例子來詳細解析委托構造函數(shù)的使用：
#include <iostream>
using namespace std;
class Test {
public:
Test() {};
Test(int max) {
this->m_max = max > 0 ? max : 100;
}
Test(int max, int min) : Test(max) {
this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;
}
Test(int max, int min, int mid) : Test(max, min) {
this->m_middle = mid < max && mid > min ? mid : 50;
}
int m_min;
int m_max;
int m_middle;
};
int main() {
Test t(90, 30, 60);
cout << "min: " << t.m_min << ", middle: " << t.m_middle << ", max: " << t.m_max << endl;
return 0;
}
在這個例子中，Test(int max, int min) 構造函數(shù)委托給 Test(int max) 構造函數(shù)，Test(int max, int min, int mid) 構造函數(shù)委托給 Test(int max, int min) 構造函數(shù)，這樣可以避免在多個構造函數(shù)中重復初始化 m_max 和 m_min。
1.4 委托構造函數(shù)的注意事項
- 避免形成閉環(huán)：委托構造函數(shù)的鏈式調用不能形成一個閉環(huán)（死循環(huán)），否則會在運行期拋異常。例如：
class MyClass {
public:
MyClass(int param1) : MyClass(param1, 0) {
// 委托給另一個構造函數(shù)完成初始化
}
MyClass(int param1, int param2) : MyClass(param1) {
// 錯誤:形成了閉環(huán)
}
};
- 多層鏈式調用建議寫在初始化列表中：如果要進行多層構造函數(shù)的鏈式調用，建議將構造函數(shù)的調用寫在初始列表中而不是函數(shù)體內(nèi)部，否則編譯器會提示形參的重復定義。例如：
class Test {
public:
Test(int max) {
this->m_max = max > 0 ? max : 100;
}
Test(int max, int min) {
Test(max); // 錯誤，編譯器會報錯，提示形參max被重復定義
this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;
}
};
- 避免重復初始化變量：在初始化列表中調用了委托構造函數(shù)初始化某個類成員變量之后，就不能在初始化列表中再次初始化這個變量了。例如：
class Test {
public:
Test(int max, int min) : Test(max), m_max(max) {
// 錯誤，使用了委托構造函數(shù)就不能再次m_max初始化了
this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;
}
};
二、繼承構造函數(shù)
2.1 繼承構造函數(shù)的定義與作用
在C++11之前，如果基類有多個構造函數(shù)，派生類需要為自己需要用到的每一個基類構造函數(shù)編寫對應的構造函數(shù)，即使這些派生類構造函數(shù)只是簡單地將參數(shù)傳遞給基類構造函數(shù)。這不僅增加了代碼量，也提高了維護成本。繼承構造函數(shù)允許派生類繼承基類的所有構造函數(shù)，從而無需在派生類中顯式定義這些構造函數(shù)。這樣做可以顯著減少代碼重復，使得派生類的編寫更加簡潔明了。
2.2 繼承構造函數(shù)的語法
繼承構造函數(shù)的語法格式如下：
class Base {
public:
Base() {
// 默認構造函數(shù)的實現(xiàn)
}
Base(int value) {
// 帶參數(shù)的構造函數(shù)實現(xiàn)
}
};
class Derived : public Base {
public:
using Base::Base; // 繼承基類的所有構造函數(shù)
};
在這個示例中，通過在派生類中使用 using Base::Base; 語句，Derived 類自動繼承了 Base 類的所有構造函數(shù)。不需要在 Derived 類中顯式定義這些構造函數(shù)，就可以像使用 Base 類的構造函數(shù)那樣使用它們來初始化 Derived 類的對象。
2.3 繼承構造函數(shù)的使用示例
下面通過一個具體的例子來詳細解析繼承構造函數(shù)的使用：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Base {
public:
Base(int i) : m_i(i) { }
Base(int i, double j) : m_i(i), m_j(j) { }
Base(int i, double j, string k) : m_i(i), m_j(j), m_k(k) { }
int m_i;
double m_j;
string m_k;
};
class Child : public Base {
public:
using Base::Base;
};
int main() {
Child c(520, 13.14, "i love you");
cout << "int: " << c.m_i << ", double: " << c.m_j << ", string: " << c.m_k << endl;
return 0;
}
通過測試代碼可以看出，在子類中初始化從基類繼承的類成員，使用繼承構造函數(shù)可以避免在子類中重新定義和基類一致的構造函數(shù)，使得代碼更加精簡。
2.4 繼承構造函數(shù)的注意事項
- 同名構造函數(shù)沖突：如果從多個基類中繼承了相同的構造函數(shù)（即形參列表完全相同），則程序將產(chǎn)生錯誤。例如：
struct Base1 {
Base1() = default;
Base1(const std::string&);
Base1(std::shared_ptr<int>);
};
struct Base2 {
Base2() = default;
Base2(const std::string&);
Base2(int);
};
// 錯誤: D1 試圖從兩個基類中都繼承D1::D1(const string&)
struct D1 : public Base1, public Base2 {
using Base1::Base1; //從 Base1 繼承構造函數(shù)
using Base2::Base2; //從 Base2 繼承構造函數(shù)
};
在這種情況下，派生類必須為該構造函數(shù)定義它自己的版本：
struct D2 : public Base1, public Base2 {
using Base1::Base1; //從 Base1 繼承構造函數(shù)
using Base2::Base2; //從 Base2 繼承構造函數(shù)
// D2 必須自定義一個接受 string 的構造函數(shù)
D2(const string& s) : Base1(s), Base2(s) { }
D2() = default; // 一旦 D2 定義了它自己的構造函數(shù)，則必須出現(xiàn)
};
- 默認實參不繼承：當一個基類構造函數(shù)含有默認實參時，這些實參并不會被繼承。相反，派生類將獲得多個繼承的構造函數(shù)，其中每個構造函數(shù)分別省略掉一個含有默認實參的形參。例如，如果基類有一個接受兩個形參的構造函數(shù)，其中第二個形參含有默認實參，則派生類將獲得兩個構造函數(shù)：一個構造函數(shù)接受兩個形參（沒有默認實參）；另一個構造函數(shù)只接受一個形參，它對應于基類中最左側的沒有默認值的那個形參。
三、總結
委托構造函數(shù)和繼承構造函數(shù)是C++11中非常強大的特性，它們?yōu)镃++程序員提供了更多的編程選擇和優(yōu)化機會。通過使用委托構造函數(shù)，我們可以減少代碼冗余，提高代碼的可維護性；而繼承構造函數(shù)則可以簡化派生類構造函數(shù)的編寫，提高代碼的復用性。在實際編程中，合理運用這些特性可以讓我們的代碼更加高效、安全和易于理解。希望本文能夠幫助你更好地理解和掌握C++11中的委托構造函數(shù)和繼承構造函數(shù)，從而提升你的C++編程水平。
到此這篇關于C++11委托構造函數(shù)和繼承構造函數(shù)：從入門到精通的文章就介紹到這了,更多相關C++11委托構造函數(shù)和繼承構造函數(shù)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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