变量之（变长）列表初始化

关键词

std::initializer_list

解释

在 C++98/03 中的对象初始化方法有很多种，这无疑增大了学习难度。这中情况在C++11中终于得到解决。

先看看没有C++11的时候

    //初始化列表    int i_arr[3] = { 1, 2, 3 };  //普通数组    struct A    {        int x;        struct B        {            int i;            int j;        } b;    } a = { 1, { 2, 3 } };  //POD类型    //拷贝初始化（copy-initialization）    int i = 0;    class Foo    {        public:        Foo(int) {}    } foo = 123;  //需要拷贝构造函数    //直接初始化（direct-initialization）    int j(0);    Foo bar(123);        int data = 0; //赋值初始化    int data = {0}; //花括号初始化    int data(0); //构造初始化    int data{0}; //花括号初始化

这些不同的初始化方法，都有各自的适用范围和作用。最关键的是，这些种类繁多的初始化方法，没有一种可以通用所有情况。

为了统一初始化方式，并且让初始化行为具有确定的效果，C++11 中提出了列表初始化（List-initialization）的概念。

统一的初始化

举个小例子看看C++11变长初始化列表是怎么用的

#include <initializer_list>class MagicFoo{public:std::vector<int> vec;MagicFoo(std::initializer_list<int> list){for (std::initializer_list<int>::iterator it = list.begin();   it!= list.end(); ++it)vec.push_back(*it);}};int main(){   // after C++11MagicFoo magicFoo = {1, 2, 3, 4, 5};for (auto it : magicFoo.vec)  std::cout << it << std::endl;}

这里需要注意的是，虽然使用了等于号，但它仍然是列表初始化，因此，私有的拷贝构造并不会影响到它。

总结

C++11统一了所有初始化方式，都变成了下面的形式：

    Foo a3 = { 123 };    Foo a4 { 123 };

除了上面所述的内容之外，列表初始化还可以直接使用在函数的返回值上：

    struct Foo    {        Foo(int, double) {}    };    Foo func(void)   {        return { 123, 321.0 };    }

这里的 return 语句就如同返回了一个 Foo(123, 321.0)。

结构化绑定

简介

C++17语言上(语言特性，而不是标准库新特性)引入了一种结构化绑定的新特性，使用该特性可以利用auto同时声明多个不同类型的变量并即时从一个tuple-like对象得到赋值/初始化。
Structured binding不但可以使C++的代码更加简洁，而且似乎从语法上更贴近Python这种脚本语言了。另外，auto变量会在编译时推导出变量的类型，所以无需担心会有运行时效率的下降。而且，好像也并不会影响到编译效率，这一点尚未看到有实测。

在C++11的时候，如果要接收从函数返回的std::tuple对象，我们可以使用std::tie。

举个例子：

#include <iostream>#include <tuple>std::tuple<int, double, std::string> f(){  return std::make_tuple(1, 2.3, "456");}int main(){  // C++17  auto [x, y, z] = f();  std::cout << x << ", " << y << ", " << z << std::endl;  //C++11  int a; double b, std::string c;  std::tie(a, b, c) = f();std::cout << a << ", " << b << ", " << c << std::endl;  return 0;}

结构化绑定声明 (C++17 起)

下面部分可以忽略。。。只是为了解释C++17的结构化绑定。

绑定指定名称到初始化器的子对象或元素。

类似引用，结构化绑定是既存对象的别名。不同于引用的是，结构化绑定的类型不必为引用类型。

定义

attr(可选) cv-autoref-运算符(可选) [ 标识符列表 ] = 表达式 ; (1)

attr(可选) cv-autoref-运算符(可选) [ 标识符列表 ] { 表达式 } ; (2)

attr(可选) cv-autoref-运算符(可选) [ 标识符列表 ] ( 表达式 ) ; (3)

attr - 任意数量的属性的序列

cv-auto - 可有 cv 限定的 auto 类型说明符，亦可包含存储类说明符 static 或 thread_local ；在 cv 限定符中包含 volatile 是被弃用的 (C++20 起)

ref-运算符 - &或 && 之一

标识符列表 - 此声明所引入的各标识符的逗号分隔的列表

表达式 - 顶层没有逗号运算符的表达式（文法上为赋值表达式），且具有数组或非联合类之一的类型。若表达式涉及任何来自标识符列表的名字，则声明非良构。

情况 1：绑定数组

标识符列表中的每个标识符均成为指代数组的对应元素的左值。标识符的数量必须等于数组的元素数量。

每个标识符的被引用类型都是数组的元素类型。注意若数组类型 E 为 cv 限定的，则其元素亦然。

int a[2] = {1,2}; auto [x,y] = a; // 创建 e[2]，复制 a 到 e，然后 x 指代 e[0]，y 指代 e[1]auto& [xr, yr] = a; // xr 指代 a[0]，yr 指代 a[1]

情况 2：绑定元组式类型

表达式 std::tuple_size<E>::value 必须是良构的整数常量表达式，且标识符的数量必须等于 std::tuple_size<E>::value。

对于每个标识符，引入一个类型为“std::tuple_element<i, E>::type 的引用”的变量：若其对应初始化器是左值，则为左值引用，否则为右值引用。第 i 个变量的初始化器

若在 E 的作用域中对标识符 get 按类成员访问进行的查找中，至少找到一个声明是首个模板形参为非类型形参的函数模板，则为 e.get<i>()
否则为 get<i>(e)，其中 get 只进行实参依赖查找，忽略非 ADL 的查找。

这些初始化器表达式中，若实体 e 的类型为左值引用（这仅在 ref-运算符为 &，或为&& 且初始化器为左值时才发生），则 e 为左值，否则为亡值（这实际上进行了一种完美转发），i 是 std::size_t 的纯右值，而且始终将 <i> 解释为模板形参列表。

变量拥有与 e 相同的存储期。

然后该标识符变成指代与上述变量绑定的对象的左值。

第 i 个标识符的被引用类型为 std::tuple_element<i, E>::type。

float x{};char  y{};int   z{};std::tuple<float&,char&&,int> tpl(x,std::move(y),z);const auto& [a,b,c] = tpl;// a 指名指代 x 的结构化绑定；decltype(a) 为 float&// b 指名指代 y 的结构化绑定；decltype(b) 为 char&&// c 指名指代 tpl 的第 3 元素的结构化绑定；decltype(c) 为 const int

情况 3：绑定到数据成员

E 的所有非静态数据成员必须都是 E 或 E 的同一基类的直接成员，必须在指名为e.name 时于结构化绑定的语境中是良构的。E 不能有匿名联合体成员。标识符的数量必须等于非静态数据成员的数量。

标识符列表中的各个标识符，按声明顺序依次成为指代 e 的各个成员的左值的名字（支持位域）；左值的类型是 cv T_i，其中 cv 是 E 的 cv 限定符且 T_i 是第 i 个成员的声明类型。

第 i 个标识符的被引用类型是 cv T_i。

struct S {    int x1 : 2;    volatile double y1;};S f(); const auto [x, y] = f(); // x 是标识 2 位位域的 const int 左值                         // y 是 const volatile double 左值

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