读书笔记《Effective C++》条款04：确定对象被使用前已先被初始化

读取未初始化的值会导致不明确的行为。

在C语言中，全局变量和static变量一般会有初始化值，而对于局部变量没有定义初始化值。在C++中，有了class后，情况就更加复杂了。对于何时有初始化值，何时没有，记忆起来很复杂。最佳处理办法：永远在使用对象之前先将它初始化。对于无任何成员的内置类型，必须手动完成。至于内置类型以外的任何其他东西，初始化责任落在构造函数（constructors）身上。规则很简单：确保每一个构造函数都将对象的每一个成员初始化。

这个规则很容易奉行，重要的是别混淆了赋值（assignment）和初始化（initialization）。来看一个例子：

class PhoneNumber {};class ABEntry {public:ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones);private:std::string theName;std::string theAddress;std::list<PhoneNumber> thePhones;int numTimesConsulted;};ABEntry::ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones){//以下这些都是赋值(assignments)，而非初始化(initializations)。theName = name;theAddress = address;thePhones = phones;numTimesConsulted = 0;}

在class的构造函数函数体内对成员变量是赋值，而非初始化。C++规定，对象的成员变量的初始化动作发生在进入构造函数本体之前。在ABEntry构造函数内，theName,theAddress和thePhones都不是被初始化，而是被赋值。初始化的发生时间更早，发生于这些成员的default构造函数被自动调用之时（比进入构造函数本体的时间更早）。但这对numTimesConsulted不为真，因为它属于内置类型，不保证一定在你所看到的那个赋值动作的时间点之前获得初值。

ABEntry构造函数的一个较佳写法是，使用member initialization list（成员初值列）替换赋值动作：

ABEntry::ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones) :theName(name), theAddress(address), thePhones(phones), numTimesConsulted(0){//现在构造函数本体不必有任何动作}

这个构造函数和上一个的最终结果相同，但通常效率较高。基于赋值的那个版本首先调用default构造函数为theName，theAddress和thePhones设初值，然后立刻再对它们赋予新值。default构造函数的一切作为因此浪费了。成员初值列的做法避免了这一问题，因此初值列中针对各个成员变量而设的参数，被拿去作为各成员变量之构造函数的实参。本例中的theName以name为初值进行copy构造，theAddress以address为初值进行copy构造，thePhones以phones为初值进行copy构造。

对大多数类型而言，比起先调用default构造函数然后再调用copy assignment操作符，单只调用一次copy构造函数是比较高效的，有时甚至高效的多。对于内置类型对象如numTimesConsulted，其初始化和赋值的成本相同，但是为了一致性最好也通过成员初值来初始化。同样，甚至当你想要default构造一个成员变量，你都可以使用成员初值列，只要指定无物作为初始化实参即可。假设ABEntry有一个无参数构造函数，我们可将它实现如下：

ABEntry::ABEntry():theName(),//调用theName的default构造函数theAddress(),//调用theAddress的default构造函数thePhones(),//调用thePhones的default构造函数numTimesConsulted(0)//记得将numTimesConsulted显示初始化为0{}

由于编译器会为用户自定义类型之成员变量自动调用default构造函数——如果那些成员变量在“成员初值列”中没有被指定初值的话。立下一个规则：总是在初值列中列车所有成员变量，以免还得记住哪些成员变量可以无需初值。例如，由于numTimesConsulted属于内置类型，如果成员初值列（member initialization list）遗漏了它，它就没有初值，因而可能造成不明确的行为。

有些情况下即使面对的成员变量属于内置类型（那么其初始化与赋值的成本相同），也一定得使用初值列，如果成员变量是const或reference，它们就一定需要初始值，不能被赋值。

为避免需要记住成员变量何时必须在成员初始列中初始化，何时不需要，最简单的做法就是：总是使用成员初值列。

许多class拥有多个构造函数，每个构造函数有自己的成员初值列。如果这种class存在许多成员变量和/或base class，多份成员初值列的存在就会导致不受欢迎的重复。这种情况下可以合理地在初值列中遗漏那些“赋值表现像初始化一样成本相同”的成员变量，改用它们的赋值操作，并将那些赋值操作符移往某个函数（通常是private），供所有构造函数调用。

C++有着十分固定的“成员初始化次序”。是的，次序总是相同：base classes更早于其derived classes被初始化，而class的成员变量总是以其声明次序被初始化。即使在成员初值列中以不同的次序出现（很不幸那是合法的），也不会有任何影响。为避免阅读者迷惑，并避免某些可能存在的晦涩错误，当在成员初值列中条列各个成员变量时，最好总是以其声明顺序为次序。

C++对“定义于不同的编译单元内的non-local static对象”的初始化相对次序并无明确定义。问题点：如果某编译单元内的某个non-local static对象的初始化动作使用了另一编译单元内的某个non-local static对象，它所用到的这个对象可能尚未被初始化。

幸运的是一个小小的设计便可完全消除这个问题。唯一需要做的是：将每个non-local static对象搬到自己的专属函数内（该对象在此函数内被声明为static）。这些函数返回一个reference指向它所包含的对象，然后用户调用这些函数，而不直接指涉这些对象。换句话说，non-local static对象被local static对象替换了。这是Singleton模式的一个常见实现手法。

要点：

1.为内置型对象进行手工初始化，因为C++不保证初始化它们。

2.构造函数最好使用成员初值列（member initialization list），而不是在构造函数本体内使用赋值操作（assignment）。初值列列出的成员变量，其排列次序应该和它们在class中的声明次序相同。

3.为免除“跨编译单元之初始化次序”问题，请以local static对象替换non-local static对象。