Effective C++ 条款4：确定对象被使用前已先被初始化

Effective C++ 条款4：确定对象被使用前已先被初始化

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核心思想：永远在使用对象前将其初始化。未初始化对象是未定义行为的常见来源，尤其对于内置类型。

1. 内置类型手动初始化

int x = 0;                   // 手动初始化
const char* text = "Hello";   // 指针初始化
double d;                     // ❌ 危险！未初始化（值随机）

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2. 类成员使用初始化列表

原因：

• 避免先默认构造再赋值的性能开销
• const 成员和引用成员必须用初始化列表

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;
};

// ✅ 正确：初始化列表（高效且安全）
ABEntry::ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, 
                 const std::list<PhoneNumber>& phones)
: theName(name),                 // 调用string拷贝构造函数
  theAddress(address),           // 同上
  thePhones(phones),             // 调用list拷贝构造函数
  numTimesConsulted(0)           // 内置类型显式初始化
{}                               // 构造函数体为空

// ❌ 错误：构造函数内赋值（效率低）
ABEntry::ABEntry(...)
{ 
    theName = name;              // 先默认构造再赋值
    theAddress = address;        // 额外开销！
    thePhones = phones;
    numTimesConsulted = 0;       // 此时才"初始化"
}

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3. 初始化顺序规则

• 成员初始化顺序只取决于声明顺序（与初始化列表顺序无关）
• 始终按成员声明顺序写初始化列表

class C {
    int a;
    int b;
public:
    // ❌ 危险：实际初始化顺序 a(b) -> b(val)（a使用未初始化的b）
    C(int val) : b(val), a(b) {} 

    // ✅ 正确：声明顺序=初始化顺序
    C(int val) : a(val), b(a) {} 
};

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4. 静态对象初始化问题（跨编译单元）

问题：不同编译单元的全局静态对象初始化顺序不确定

// FileSystem.cpp
class FileSystem { public: int numDisks() const; };
extern FileSystem tfs;  // 全局对象

// Directory.cpp
class Directory {
public:
    Directory() {
        int disks = tfs.numDisks(); // ❌ tfs可能尚未初始化
    }
};
Directory tempDir;      // 依赖tfs的全局对象

解决方案：使用局部静态对象（Singleton模式）

// 用函数代替直接访问全局对象
FileSystem& tfs() {
    static FileSystem fs;  // 首次调用时初始化
    return fs;
}

Directory& tempDir() {
    static Directory td;   // 首次调用时初始化（此时tfs()已可用）
    return td;
}

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关键原则总结

1. 内置类型：必须手工初始化
2. 类成员：
   • 始终使用成员初始化列表
   • 初始化列表顺序与成员声明顺序一致
3. 静态对象：
   • 避免跨编译单元的初始化依赖
   • 使用"局部静态对象"模式解决初始化顺序问题

重要提醒：

• 构造函数体内赋值 ≠ 初始化（效率低且不适用于所有类型）
• 未初始化内置类型会导致随机值（安全漏洞常见来源）
• 静态对象初始化顺序问题可通过"首次调用时初始化"模式解决