【C++】构造函数和初始化列表的性能差距

构造函数和初始化列表的性能差距对比测试

1.说明

在C++类和对象中，你可能听到过更加推荐用初始化列表来初始化类内成员。如果类内成员是自定义类型，则只能在初始化列表中调用自定义类型的构造函数。

但初始化列表和在构造函数体内直接赋值有无性能差距呢？今天就用一份相对简单的代码来测试一下

2.测试

2.1 代码说明

首先是一个自定义类型，实现带缺省值的默认构造，拷贝构造和赋值重载这三个函数，并在内部新增打印来区分不同的函数

struct mytest {
public:
    mytest(int a = -1)
    {
        _a = a;
        cout << "mytest() " << a << endl;
    }
    mytest(const mytest& st) {
        _a = st._a;
        cout << "mytest(copy) " << st._a << endl;
    }
    mytest& operator=(const mytest& st)
    {
        _a = st._a;
        cout << "mytest operator= " << st._a << endl;
        return *this;
    }
private:
    int _a;
};

再在另外一个类中使用这个自定义类型

struct myclass {
public:
    myclass(const struct mytest& st, int b)
    {
        cout << "myclass() _b:" << _b << endl;
    }
    struct mytest _sa;
    int _b;
};

此时构造函数就有两种写法，一种是在初始化列表中初始化这个自定义类型

	myclass(const struct mytest& st, int b)
        :_sa(st),
        _b(b)
    {
        cout << "myclass() _b:" << _b << endl;
    }

另外一种是在构造函数体内通过赋值重载来初始化这个自定义类型

    myclass(const struct mytest& st, int b)
    {
         _sa = st;
         _b = b;
        cout << "myclass() _b:" << _b << endl;
    }

需要注意的是，这里的自定义类型传参采用了引用传参，并不会因此产生额外的拷贝！

主函数体如下，为了区分第一个mytest的构造函数，我在其后新增了一行输出作为分割

int main()
{
    mytest test_a(1);
    cout << "------" << endl;
    myclass test(test_a, 3);
    return 0;
}

2.2 测试

先来看看使用赋值初始化的方式，可以看到，虽然我们在初始化列表中什么都没有写，但是这里依旧调用了默认的构造函数（因为默认构造函数的缺省值给的是-1，这里能通过参数判断出来这并不是我们显式调用的构造）

调用了默认构造后，又通过赋值重载来初始化了一遍_sa，相当于两次初始化

但如果调用初始化列表，则只会有一次拷贝构造，避免了额外的默认构造调用！

在linux下也测试过了，结果和VS2019相同

3.结论

结论就出来了：初始化列表能节省一次默认构造的调用，优化性能！

3.1 实际场景

在上面的场景中，性能差距可能并不会特别大，但是在下面的场景中可能就不一样了

struct mytest {
public:
    mytest(int sz = 1)
    {
        _str = new char[sz];
        _sz = sz;
        cout << "mytest() " << sz << endl;
    }
    mytest(const mytest& st) {
        delete _str;// 需要先销毁原视的数据
        _str = new char[st._sz]; // 再创建一个新的
        _sz = st._sz;
        //省略拷贝数据的代码
        cout << "mytest(copy) " << st._sz << endl;
    }
    mytest& operator=(const mytest& st)
    {
        delete _str;// 需要先销毁原视的数据
        _str = new char[st._sz]; // 再创建一个新的
        //省略拷贝数据的代码
        cout << "mytest& operator= " << st._sz << endl;
        return *this;
    }
private:
    char* _str;
    size_t _sz;
};

struct myclass {
public:
    myclass(const struct mytest& st, int b)
        :_sa(st),
        _b(b)
    {
         //_sa = st;
         //_b = b;
        cout << "myclass() _b:" << _b << endl;
    }
    struct mytest _sa;
    int _b;
};

在这个场景中，因为mytest自定义类型的拷贝构造涉及到了深拷贝，此时就需要将已有的空间给销毁了，再new一片新的空间出来，再将数据给拷贝过去。

白白多了一层默认构造中的new空间的+拷贝构造中delete原有空间的消耗！

如果类中需要深拷贝的成员不止一个，那性能差距就更大！

所以在C++中，一律以初始化列表优先！

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这里顺带提一嘴初始化列表的小坑，也算是复习；

当你使用初始化列表来初始化类内成员的时候，初始化的顺序是类内成员声明的顺序，而不是初始化列表中的顺序！这点非常重要，如果顺序不对，可能会出现使用未定义（还没有初始化完成）的参数的bug！