【C++11】列表初始化详解：统一、安全的初始化方式

一、概念

在C++中，列表初始化（List Initialization）是一种通过使用大括号 {} 来初始化变量的方法。它是C++11引入的特性，提供了更加统一且类型安全的初始化方式。

二、特点

1. 统一初始化：无论是数组、对象、内置类型还是容器，列表初始化都可以用统一的语法来初始化。
2. 防止窄化（Narrowing）转换：与传统的初始化方式（如圆括号初始化）不同，列表初始化会阻止那些可能导致数据丢失的“窄化”转换。

三、基本语法

T var = {value};   // 列表初始化
T var{value};      // 列表初始化（另一种写法）

这里 T 是类型，value 是要初始化的值。

四、实例

1. 初始化内置类型

int a = {10};   // 使用列表初始化
int b{20};      // 另一种写法

2. 初始化数组

int arr[3] = {1, 2, 3}; // 数组初始化
int arr2[] = {1, 2, 3};  // 自动推导数组大小

3. 初始化类对象

假设有一个类 Person：

class Person {
public:
    std::string name;
    int age;
    
    // 构造函数
    Person(const std::string& n, int a) : name(n), age(a) {}
};

可以使用列表初始化来初始化类的成员：

Person p1{"John", 30};  // 使用列表初始化

4. 初始化标准容器（如 std::vector）

std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4}; // 初始化 vector
std::vector<int> vec2{5, 6, 7};      // 另一种写法

5. 初始化结构体

struct Point {
    int x, y;
};

Point p1 = {10, 20};  // 使用列表初始化
Point p2{30, 40};     // 另一种写法

五、列表初始化的优点

1. 统一性：无论是内置类型、数组、类、标准库容器，所有类型都可以使用列表初始化。
2. 类型安全：防止窄化转换，例如，从 double 到 int，列表初始化会发生编译错误，而传统的 = 初始化则不会（会自动进行窄化转换）。

例子：防止窄化转换

double pi = 3.14159;
int x = {pi};  // 错误：编译时错误，不能将 double 转换为 int

int y = 10;
double z = {y};  // 正确：从 int 到 double 是合法的转换

六、列表初始化的常见应用场景

1. 防止隐式转换：传统的圆括号初始化允许发生可能丢失数据的转换，而列表初始化会阻止这种窄化转换。
2. 数组和容器初始化：提供简洁的语法来初始化容器和数组。
3. 结构体和类的初始化：提供统一的语法来初始化对象的成员变量。

七、列表初始化中的 “窄化”（Narrowing）问题

列表初始化禁止了窄化（Narrowing）转换，窄化转换是指将一个较大的类型（如 double）转换为较小的类型（如 int），这可能会丢失数据。为了避免这种潜在的错误，列表初始化在遇到窄化转换时会生成编译错误。

例如：

double pi = 3.14159;
int x = {pi};  // 错误：double 到 int 的窄化转换

八、其他细节

• 默认初始化：如果没有给出初始化值，使用列表初始化的对象会被默认初始化：

  int a{};    // 默认初始化为 0
  double b{}; // 默认初始化为 0.0
  

• 初始化的顺序：当使用列表初始化时，类成员或对象的初始化顺序与声明顺序一致。这与传统构造函数初始化列表的顺序一致。