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C++创建对象过程

news 2025/5/31 21:37:27

参考：

c++创建对象过程详解 - LEO__Y - 博客园 (cnblogs.com)

创建对象的过程

1.分配内存空间

2.初始化成员变量

3.调用构造方法

内存分配（Allocation）

全局对象和静态对象

编译器会为他们划分一个独立的段(全局段)为他们分配足够的空间

栈对象
MyClass obj; // 栈上分配
编译器在栈帧中直接预留空间，大小由 sizeof(MyClass) 决定。

分配速度极快（只需移动栈指针），无需手动释放。

堆对象
MyClass* obj = new MyClass(); // 堆上分配
调用 operator new 在堆上分配内存（底层可能调用 malloc）。

需要手动 delete 释放，否则内存泄漏。

注意：对象在栈或者堆上整体分配的，那么类里面的成员就在哪个位置存着，对象是局部的，那么成员就是局部的，对象是全局的，那么成员就是全局的。当然，不包括静态成员，因为静态成员不属于对象，而是属于类的，所以会在创建对象之前，程序启动时就初始化，后续详细说明。

在看到C++的类成员被调用时，比如一个类的成员变量被调用，我总是会下意识地去想这个到底是局部变量还是全局变量，这是C语言的惯性思维，而在C++中，成员是随着对象的位置而存在的，对象在哪片内存上，成员就在哪片内存上，访问成员，都需要通过对象来调用，当然，除了静态对象。

记住，类本质上只是一种数据和函数的组织形式。

其实类就跟结构体一样，是个声明而已，只有创建对应实例的时候才能使用（除了静态成员）

初始化成员变量

成员变量的初始化发生在构造函数体执行之前，具体分为两个阶段：

在进入构造函数体之前，所有成员变量会先进行默认初始化（类类型调用默认构造函数）。
如果使用了成员初始化列表（member initializer list），则会用指定的值覆盖默认初始化的结果。

初始化 (Initialization)和赋值(Assignment)。初始化早于赋值，它是随着对象的诞生一起进行的。而赋值是在对象诞生以后又给予它一个新的值。对象经过初始化以后，我们仍然可以对其进行赋值。我们可以通过构造函数的实现体(即构造函数中由"{}"包裹的部分)来实现。

注意：如果使用了构造函数的初始化列表，则会在初始化时直接就赋予对应的值，而不必分成初始化和赋值两个步骤了。

默认初始化的规则

内置类型（如int、double、指针等）：

如果未显式初始化，值是未定义的（除非是全局变量或static成员，会初始化为0）。

类类型：

调用默认构造函数初始化。如果没有默认构造函数且未在初始化列表中显式初始化，则编译错误。

初始化方式

(1) 成员初始化列表（推荐）
class Example {
public:Example(int x, int y) : a(x), b(y) { // 构造函数体（此时a和b已初始化）}
private:int a;int b;
};
时机：在构造函数体执行之前完成初始化。

特点：

直接调用成员的构造函数或赋值，效率更高（避免默认初始化 + 赋值的双重操作）。

对const成员、引用成员、没有默认构造函数的类成员必须用初始化列表。

当类的成员变量是const 或者引用类型时，必须使用初始化列表进行初始化，原因是：

const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象，不同的对象其const数据成员的值可以不同。所以不能在类的声明中初始化const数据成员，因为类的对象没被创建时，编译器不知道const数据成员的值是什么。

const数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化列表中进行。要想建立在整个类中都恒定的常量，应该用类中的枚举常量来实现，或者static cosnt。

引用的指向只能初始化，不能修改其指向，赋值过程是在修改其指向，其实这就是赋值和初始化的本质区别

(2) 构造函数体内赋值
class Example {
public:Example(int x, int y) {a = x; // 赋值，非初始化b = y; // 赋值，非初始化}
private:int a;int b;
};
时机：在构造函数体内赋值时，成员变量已经经历了默认初始化（内置类型如int是未定义值，类类型调用默认构造函数）。

缺点：效率较低（尤其是类类型成员，会先默认构造再赋值）。

特殊情况

静态成员变量（static）：

必须在类外单独定义和初始化（不占用对象内存）。
class Example {static int count;
};
int Example::count = 0; // 必须在类外初始化
常量静态成员（const static）：
class Example {const static int MAX = 100;
};
C++11 后的类内初始化

C++11允许在类定义中直接为成员变量赋默认值：
class Example {int a = 10;     // 类内初始化std::string s = "Hello";
public:Example() {}     // a和s会以10和"Hello"初始化
};
初始化时机：如果构造函数未在初始化列表中显式指定值，则使用类内初始值（本质上等同于编译器将类内初始化放到初始化列表中）。

为什么基本类型成员默认不初始化为0？

性能考虑：C++的设计哲学是“不为不需要的操作付出代价”。强制初始化为零可能影响性能（尤其是频繁创建对象的场景）。

明确性：要求程序员显式初始化，避免隐藏的错误（如误用未初始化的值）。

通过显式初始化成员变量，可以确保代码的可预测性和安全性。

更多待补充。