C++如何实现用大括号初始化vector

在C++11中,vector的初始化和等号赋值都出现了这样的语法

vector<int> nums({1, 2, 3, 4, 5});
vector<int> nums3 = vector({1, 2, 3, 4, 5});
vector<int> nums2;
nums2 = {1, 2, 3, 4, 5};

而在C++11以前,我们只能:

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
vector<int> nums4(a); // 不好意思,不存在的
vector<int> nums5(a, a+5); //这还差不多

看到这种C++11写法很好奇它是怎么实现的,我们熟悉的用数组初始化vector的方式必须要指明数组的首尾地址才能做到。因为在运行期,你是无法得知数组的长度的,数组长度只有在编译期才可以知道。

后来发现C++11的这种初始化方式是通过标准库中的initializer_list实现的,即

别问我Allocator是啥,我也不知道是啥,暂时不管吧,问题不大。翻翻initializer_list的定义就会知道:

简单来说就是以下三种情况,initializer_list会被自动构造:

  1. 当你用一个大括号包围的list初始化一个对象,而这个对象的构造器恰好可以接收initializer_list作为参数时(比如vector)

  2. 当你把大括号包围的的list作为赋值表达式的右值或者函数实参时。比如:a = {1, 2, 3, 4}或者func({1,2,3,4})

  3. 对象类型用auto时,比如auto a = {1, 2, 3, 4, 5};,a就是initializer_list类型了,这和int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};还真不一样

在这里我想逼逼两句,上面的2和3可能有的同学会觉得是一回事,实际上他们完全不一样:

  • 2中的写法a = {1, 2, 3, 4}中,a是一个已定义的变量,表达式是对a进行等号赋值,严格来说a={1,2,3,4}是一个赋值表达式,而{1, 2, 3, 4}是表达式中的右值
  • 3中的写法auto a = {1, 2, 3, 4, 5};虽然也有等号,但其实它是一个对a的初始化,不是赋值表达式,这两者在C++中是有区别的。

个人倒是觉得1和2有点像,毕竟。。。构造函数也是函数?anyway,传给构造函数的这个数组会被构造成一个initializer_list对象,然后这个对象会被传给vector用于构造,initializer_list中存储了数组的首地址和长度,这样再构造就没有问题了。

等等。。。。问题说到这里好像并没有从根本上解决问题,既然数组用来构造vector时,vector不知道数组的长度,为啥初始化initializer_list就可以呢?这恐怕要看initializer_list的源码了。好在源码不长,也就几十行,从源码中可以看出,initializer_list的定义是非常简单的,仅包含数组首地址和长度这两个成员变量,这和我们之前说的一致。值得注意的是initializer_list有一个构造函数是私!有!的!(见图1),备注里还专门写明“编译器可以调用私有构造函数”。看到这里我想我们可以yy一番了:

图1

首先,在编译期想要知道数组的长度太简单了(数一数不就好了么。。。),否则C++编译器也无法在看到int a[3] = {1, 2, 3, 4};时报错。

其次,既然initializer_list备注里都说了这个构造函数是给编译器调用的,并且这个构造函数的的参数就是接收数组首地址和长度的,那么说明在编译期,在所有符合上述所说的自动构造initializer_list的情况下,initializer_list是在编译器被构造的,因此可以很容易得知数组长度。

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