¿Para que sirve la lista de inicializadores del constructor?
Para responder a esta pregunta, primero hay que aclarar el concepto de "ciclo de vida" de un dato.
Ciclo de vida.
Un dato existe desde que es instanciado hasta que se sale del ámbito en que se instanció, por ejemplo:
int main()
{
int i = 0; // <--- El dato 'i' nace en este punto.
return i; // <--- El dato 'i' muere en este punto.
}
En el código anterior, la variable de tipo int
llamada i
empieza su ciclo de vida al ser definida (int i = 0;
) y al salir del ámbito en que fue definida (la función main
) finaliza su ciclo de vida. Veamos otro ejemplo:
int main()
{
int i = 0; // <--- El dato 'i' nace en este punto.
{
char c = 1; // <--- El dato 'c' nace en este punto.
} // <--- El dato 'c' muere en este punto.
float f = 2.f; // <--- El dato 'f' nace en este punto.
return i; // <--- Los datos 'i' y 'f' mueren en este punto.
}
Vemos que los datos nacen cuando se definen y mueren al salir del ámbito en que fueron definidos, en el ejemplo anterior la función main
tiene un sub-ámbito en que define una variable de tipo char
llamada c
que finaliza su ciclo de vida antes de que nazca el dato f
de tipo float
porque su ámbito finaliza justo antes de definir f
.
Esto de los sub-ámbitos es lo que pasa en los bucles for
:
int main()
{
int a = 0; // <--- El dato 'a' nace en este punto.
// v--- El dato 'i' nace en este punto.
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
a += i;
} // <--- El dato 'i' muere en este punto.
return 0; // <--- El dato 'a' muere en este punto.
}
Cuando un dato forma parte de otro objeto, su ciclo de vida es el mismo que el del objeto del que forma parte:
struct S { int i; char c; float f; };
int main()
{
int i = 0; // <--- El dato 'i' nace en este punto.
S s; /* <--- El dato 's' nace en este punto, esto implica que...
... s.i, s.c, s.f nacen en el mismo punto. */
return 0; /* <--- Los datos 'i' y 's' mueren en este punto...
... esto implica que s.i, s.c, s.f tambien mueren aqui */
}
Vamos a mirar con más detalle los datos que forman parte de otros objetos, dado que su ciclo de vida empieza al crear el objeto del que forman parte, cuando entramos en el cuerpo del constructor éstos objetos ya existen... de no ser así ¡no podríamos usarlos!:
struct S {
int i; char c; float f;
S() { // Constructor de S
i = 1; // El dato 'i' ya existia antes de entrar en S::S()
c = 'c'; // El dato 'c' ya existia antes de entrar en S::S()
f = 0xf; // El dato 'f' ya existia antes de entrar en S::S()
}
};
Si al enterar en el cuerpo del constructor los datos ya existían ¿Cuándo ha empezado el ciclo de vida?, podemos imaginar que han nacido entre la definición del constructor y el inicio del ámbito del cuerpo del constructor:
struct S {
int i; char c; float f;
S() /* Los datos 'i', 'c' y 'f' nacen en este punto. */ {
i = 1;
c = 'c';
f = 0xf;
}
};
Una vez aclarado el ciclo de vida de los sub-objetos de un objeto, podemos abordar la pregunta...
¿Para que sirve la lista de inicializadores del constructor?
En ocasiones necesitas dar valor a sub-objetos de un tipo en el momento en que inician su ciclo de vida, esto se conoce como inicialización. Existen ciertos tipos de datos que necesitan obligatoriamente ser inicializados, como las constantes o las referencias, así pues el código siguiente no compila:
struct S {
const int entero_constante;
int &referencia_a_entero;
S()
{
entero_constante = 1; // Error!
referencia_a_entero = entero_constante; // Error!
}
};
Dado que S::entero_constante
es un dato cualificado como constante, no es posible modificar su valor cuando ya ha empezado su ciclo de vida. Dado que en C++ no se puede cambiar el objeto al que una referencia está referenciando se necesita asignar valor a las referencias en el momento en que empiezan su ciclo de vida, por ello la manera en que usamos S::referencia_a_entero
es incorrecta1; para solucionar este problema debemos usar la lista de inicializadores del constructor:
int otro_entero = 1;
struct S {
const int entero_constante;
int &referencia_a_entero;
S() :
entero_constante{1},
referencia_a_entero{otro_entero}
{
}
};
La lista de inicializadores del constructor también sirve para llamar al constructor de sub-objetos que carecen de constructor por defecto:
struct Punto {
int x, y;
// Punto carece de constructor por defecto!
Punto(int a, int b) :
x{a},
y{b}
{}
};
struct Jugador {
std::string nombre;
Punto posicion;
};
int main()
{
Jugador jugador1, jugador2; /* Error! no podemos crear instancias de
Jugador porque Jugador::posición carece
de constructor por defecto y por ello no
se sabe como construir el objeto */
std::cin >> jugador1.nombre >> jugador2.nombre;
return 0;
}
Fácil de solucionar:
struct Punto {
int x, y;
Punto(int a, int b) :
x{a},
y{b}
{}
};
struct Jugador {
std::string nombre;
Punto posicion;
Jugador() :
posicion{0, 0} // Llamada al constructor de Punto
{}
};
int main()
{
Jugador jugador1, jugador2; /* Correcto! ambas instancias de Jugador
tienen el sub-objeto posicion inicializado */
std::cin >> jugador1.nombre >> jugador2.nombre;
return 0;
}
La lista de inicializadores del constructor también se usa para llamar al constructor de la(s) clase(s) base(s):
struct Punto {
int x, y;
// Punto carece de constructor por defecto!
Punto(int a, int b) :
x{a},
y{b}
{}
};
struct Punto3D : public Punto {
int z;
Punto3D() :
Punto{0, 0}, // Llamada al constructor de Punto
z{0}
{}
};
Y (por último) también se usa para delegar la construcción en otro constructor:
struct Punto {
int x, y;
// Constructor con parametros
Punto(int a, int b) :
x{a},
y{b}
{}
// Constructor por defecto, delegando en el constructor con parametros
Punto() : Punto{0, 0}
{}
};
Resumen.
La lista de inicializadores del constructor sirve para:
- Inicializar los sub-objetos del tipo antes de que empiecen su ciclo de vida.
- Llamar al constructor de los sub-objetos del tipo.
- Llamar al constructor de la(s) clase(s) base(s) del tipo.
- Delegar la construcción en otros constructores.
1Y porque intentamos referenciar de manera no constante un dato constante.
initializer_list