C++ initializer_list

2021年8月14日字数统计：734

initializer_list是C++11开始通过标准模板库（STL）提供的一个类模板，它使函数能够非常轻松的使用同类不定长参数。

根据上文C++聚合类，字面值常量类和constexpr构造函数已经知道了constexpr构造函数的使用方法，而initializer_list就是使用constexpr构造函数，并且配合编译期的“黑魔法”来实现的“模板”。

libstdc++ 中initializer_list实现如下：

C++

namespace std {
  template<class E>
    class initializer_list {
    public:
      typedef size_t         size_type;
      typedef const E*     const_iterator;

    private:
      iterator            M_array;
      size_type            M_len;

      // The compiler can call a private constructor.
      constexpr initializer_list(const_iterator a, size_type l)
      : M_array(a), M_len(l) { }

    public:
      constexpr initializer_list() noexcept
      : M_array(0), M_len(0) { }

      // Number of elements.
      constexpr size_type size() const noexcept { return M_len; }

      // First element.
      constexpr const_iterator begin() const noexcept { return M_array; }

      // One past the last element.
      constexpr const_iterator end() const noexcept { return begin() + size(); }
    };
}

代码非常简单：

使用类模板去定义通用数据类型 _E
成员包括一个起始指针和一个元素个数
所有成员函数都是constexpr函数
使用constexpr构造函数并且使用初始化列表进行构造

以上这些特性使initializer_list为字面值常量类，使得编译期可以在编译期尽情优化。

而其中有一个编译期的黑魔法，是那个私有constexpr构造函数，这个函数是被编译器使用的（而不是自己调用）。

通过代码你会发现，initializer_list的迭代器为简单的const指针，也就代表其中每个元素都是相同的类型。

标准库中许多容器都添加了initializer_list类模板作为构造函数的参数，使其能够在初始化阶段同时装填多个数据。

那么自定义的类也可以使用initializer_list：

C++

class FooVector
{
    std::vector<int> content_;

public:
    FooVector(std::initializer_list<int> list)
    {
        for (auto it :list)
        {
            content_.push_back(it);
        }
    }
};

int main(){
    FooVector foo = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    FooVector foo2{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    FooVector foo3({ 1, 2, 3, 4, 5 });
}

由于initializer_list有自己的迭代器（或者重载全局迭代器），并且指针作为迭代器能递增，能解引用，能判断不等，所以其支持范围for循环。

上面我说到，迭代器的有参构造函数属于编译期的黑魔法，所以initializer_list不能作为函数的返回值类型（不能复制或者移动）。

initializer_list还可作为函数参数，用法和构造函数类似，只不过不用赋值运算符，而是用函数调用运算符（类似foo3）。

最后要注意的是，使用initializer_list初始化并不是聚合初始化，这两个概念不能混用。