3.5　列表初始化

类别：所有人

3.5.1　初始化列表

在C++98中，标准允许使用花括号"{}"对数组元素进行统一的集合（列表）初始值设定，比如：

int arr[5]={0};

int arr[]={1,2,3,4};

这些都是合法的表达式。不过一些自定义类型，却无法享受这样便利的初始化。通常，如标准程序库中的vector这样的容器，总是需要声明对象-循环初始化这样的重复动作，这对于使用模板的泛型编程无疑是非常不利的。

在2.7节中，我们看到了C++11对类成员的快速就地初始化。有一种初始化形式就是使用花括号的集合（列表）初始化。而事实上，在C++11中，集合（列表）的初始化已经成为C++语言的一个基本功能，在C++11中，这种初始化的方法被称为“初始化列表”（initializer list）。让我们来看看代码清单3-29所示的这个例子。

代码清单3-29

include ＜vector＞

include ＜map＞

using namespace std;

int a[]={1,3,5};//C++98通过，C++11通过

int b[]{2,4,6};//C++98失败，C++11通过

vector＜int＞ c{1,3,5};//C++98失败，C++11通过

map＜int,float＞d=

{{1,1.0f},{2,2.0f},{5,3.2f}};//C++98失败，C++11通过

//编译选项:g++ -c-std=c++11 3-5-1.cpp

在代码清单3-29中，我们看到了变量b、c、d，在C++98的情况下均无法通过编译，在C++11中，却由于列表初始化的存在而可以通过编译。这里，列表初始化可以在“{}”花括号之前使用等号，其效果与不带使用等号的初始化相同。

这样一来，自动变量和全局变量的初始化在C++11中被丰富了。程序员可以使用以下几种形式完成初始化的工作：

❑等号“=”加上赋值表达式（assignment-expression)，比如int a=3+4。

❑等号“=”加上花括号式的初始化列表，比如int a={3+4}。

❑圆括号式的表达式列表（expression-list），比如int a(3+4)。

❑花括号式的初始化列表，比如int a{3+4}。

而后两种形式也可以用于获取堆内存new操作符中，比如：

int*i=new int(1);

double*d=new double{1.2f};

这在C++11中也是合法的表达式。

代码清单3-29中可能令读者比较惊讶的是，使用初始化列表对vector、map等非内置的复杂的数据类型进行初始化竟然也是可以的。进一步地，读者可能会猜测是否初始化列表是专属于内置类型、数组，以及标准模板库中容器的功能呢？

事实并非如此，如同我们所提到的，在C++11中，标准总是倾向于使用更为通用的方式来支持新的特性。标准模板库中容器对初始化列表的支持源自＜initializer_list＞这个头文件中initialize_list类模板的支持。程序员只要#include了＜initializer_list＞头文件，并且声明一个以initialize_list＜T＞模板类为参数的构造函数，同样可以使得自定义的类使用列表初始化。让我们来看一看代码清单3-30的例子。

代码清单3-30

include ＜vector＞

include ＜string＞

using namespace std;

enum Gender{boy,girl};

class People{

public:

People(initializer_list＜pair＜string,Gender＞＞l){//initializer_list的构造函数

auto i=l.begin();

for(;i!=l.end();++i)

data.push_back(*i);

}

private:

vector＜pair＜string,Gender＞＞data;

};

People ship2012={{"Garfield",boy},{"HelloKitty",girl}};

//编译选项:g++ -c-std=c++11 3-5-2.cpp

在代码清单3-30中，我们为类People定义了一个使用initializer_list＜pair＜string,Gender＞＞模板类作为参数的构造函数。这里我们使用了C++11的auto关键字来自动类型推导以简化代码的编写（其意义比较明显，这里就不展开解释了，详情请查看4.2节）。由于该构造函数的存在，ship2012声明就可以使用列表初始化了。事实上，编写一个列表初始化的构造函数并不困难。对于旧有的代码，列表初始化构造函数还常常可以调用已有的代码来实现。

同样的，函数的参数列表也可以使用初始化列表，如代码清单3-31所示。

代码清单3-31

include ＜initializer_list＞

using namespace std;

void Fun(initializer_list＜int＞ iv){}

int main(){

Fun({1,2});

Fun({});//空列表

}

//编译选项:g++ -std=c++11 3-5-3.cpp

在代码清单3-31中，定义了一个可以接受初始化列表的函数Fun。同理，类和结构体的成员函数也可以使用初始化列表，包括一些操作符的重载函数。而在代码清单3-32所示的这个例子中，我们利用了初始化列表重载了operator[]，并且重载了operator=以及使用辅助的数组。虽然这个例子比较复杂，但重载的效果还是能够让人感觉眼前一亮的。

代码清单3-32

include ＜iostream＞

include ＜vector＞

using namespace std;

class Mydata{

public:

Mydata＆operator

{

for(auto i=l.begin();i!=l.end();++i)

idx.push_back(*i);

return*this;

}

Mydata＆operator=(int v)

{

if(idx.empty()!=true){

for(auto i=idx.begin();i!=idx.end();++i){

d.resize((i＞d.size())?i:d.size());

d[*i-1]=v;

}

idx.clear();

}

return*this;

}

void Print(){

for(auto i=d.begin();i!=d.end();++i)

cout＜＜*i＜＜"";

cout＜＜endl;

}

private:

vector＜int＞ idx;//辅助数组，用于记录index

vector＜int＞ d;

};

int main(){

Mydata d;

d[{2,3,5}]=7;

d[{1,4,5,8}]=4;

d.Print();//4 7 7 4 4 0 0 4

}

//编译选项:g++ -std=c++11 3-5-4.cpp

在代码清单3-32中，我们看到自定义类型Mydata拥有一个以前所有C++代码都不具备的功能，即可以在[]符号中使用列表，将设置数组中的部分为一个指定的值。在这里我们先把数组的第2、3、5位设为数值7，而后又将其1、4、5、8位设为数值4，最终我们得到数组的内容为“4 7 7 4 4 0 0 4”。读者可以自行分析一下代码的实现方式（这段代码比较粗糙，读者应该重点体会初始化列表带来的编程上的灵活性）。当然，由于内置的数组不能重载operator[]，我们也就无法为其实现相应的功能。

此外，初始化列表还可以用于函数返回的情况。返回一个初始化列表，通常会导致构造一个临时变量，比如：

vector＜int＞ Func(){return{1,3};}

当然，跟声明时采用列表初始化一样，列表初始化构造成什么类型是依据返回类型的，比如：

deque＜int＞ Func2(){return{3,5};}

上面的返回值就是以deque＜int＞列表初始化构造函数而构造的。而跟普通的字面量相同，如果返回值是一个引用类型的话，则会返回一个临时变量的引用。比如：

const vector＜int＞ ＆Func1(){return{3,5};}

这里注意，必须要加const限制符。该规则与返回一个字面常量是一样的。