初始化列表与结构化绑定

初始化列表

初始化是一个非常重要的语言特性,最常见的就是在对象进行初始化时进行使用。在传统 C++ 中,不同的对象有着不同的初始化方法,例如普通数组、 POD (Plain Old Data,即没有构造、析构和虚函数的类或结构体)类型都可以使用 {} 进行初始化,也就是我们所说的初始化列表。而对于类对象的初始化,要么需要通过拷贝构造、要么就需要使用 () 进行。这些不同方法都针对各自对象,不能通用。例如:

#include <iostream>
#include <vector>

class Foo {
public:
    int value_a;
    int value_b;

    Foo(int a, int b) : value_a(a), value_b(b) {}
};

int main() {
    // before C++11
    int arr[3] = {1, 2, 3};
    Foo foo(1, 2);
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::cout << "arr[0]: " << arr[0] << std::endl;
    std::cout << "foo:" << foo.value_a << ", " << foo.value_b << std::endl;
    for (std::vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
        std::cout << *it << std::endl;
    }
    return 0;
}

为了解决这个问题, C++11 首先把初始化列表的概念绑定到了类型上,并将其称之为 std::initializer_list,允许构造函数或其他函数像参数一样使用初始化列表,这就为类对象的初始化与普通数组和 POD 的初始化方法提供了统一的桥梁,例如:

#include <iostream>
#include <initializer_list>
#include <vector>

class MagicFoo {
public:
    std::vector<int> vec;

    MagicFoo(std::initializer_list<int> list) {
        for (std::initializer_list<int>::iterator it = list.begin();
             it != list.end(); ++it)
            vec.push_back(*it);
    }
};

int main() {
    // after C++11
    MagicFoo magicFoo = {1, 2, 3, 4, 5};

    std::cout << "magicFoo: ";
    for (std::vector<int>::iterator it = magicFoo.vec.begin(); it != magicFoo.vec.end(); ++it) std::cout << *it << std::endl;
}

这种构造函数被叫做初始化列表构造函数,具有这种构造函数的类型将在初始化时被特殊关照。

初始化列表除了用在对象构造上,还能将其作为普通函数的形参,例如:

public:
    void foo(std::initializer_list<int> list) {
        for (std::initializer_list<int>::iterator it = list.begin();
            it != list.end(); ++it) vec.push_back(*it);
    }

magicFoo.foo({6,7,8,9});

其次,C++11 还提供了统一的语法来初始化任意的对象,例如:

Foo foo2 {3, 4};

结构化绑定

结构化绑定提供了类似其他语言中提供的多返回值的功能。在容器一章中,我们会学到 C++11 新增了 std::tuple 容器用于构造一个元组,进而囊括多个返回值。但缺陷是,C++11/14 并没有提供一种简单的方法直接从元组中拿到并定义元组中的元素,尽管我们可以使用 std::tie 对元组进行拆包,但我们依然必须非常清楚这个元组包含多少个对象,各个对象是什么类型,非常麻烦。

C++17 完善了这一设定,给出的结构化绑定可以让我们写出这样的代码:

#include <iostream>
#include <tuple>

std::tuple<int, double, std::string> f() {
    return std::make_tuple(1, 2.3, "456");
}

int main() {
    auto [x, y, z] = f();
    std::cout << x << ", " << y << ", " << z << std::endl;
    return 0;
}
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