C++中对象的构造顺序

1，C++ 中的类可以定义多个对象，那么对象构造顺序是怎样的？

    1，很多的 bug 是由对象的构造顺序造成的，虽然它不难；

    2，对象的构造往往和构造函数牵涉在一起，构造函数的函数体又可能由非常复杂的程序逻辑组成的；

    3，这样就有可能引入了一个问题，不同类的它们的构造函数中的程序逻辑也许是相互依赖的，当这种相互依赖一旦发生，那么对象的构造顺序就很可能导致程序中非常难以调试的 bug 出现；

    4，在工程中，由于对象的构造顺序而造成的软件 bug 非常之多，因此有必要梳理下对象的构造顺序；

 

2，对于局部对象：

    1，当程序执行流到达对象的定义语句时进行构造；

       1，构造时调用构造函数；

   

3，局部对象的构造顺序实例分析：

    　1，代码示例：

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    int mi;
public:
    Test(int i)
    {
        mi = i;
        printf("Test(int i): %d
", mi);  // 打印语句对实验非常有用；
    }
    
    Test(const Test& obj)
    {
        mi = obj.mi;
        printf("Test(const Test& obj): %d
", mi);
    }
};

int main()
{
    int i = 0;
    Test a1 = i;  // 第一个被构造的对象
        
    while( i < 3 )
    {
        Test a2 = ++i;  // 第二个被构造的对象；反复的被构造三次对象；
    }
    
// goto End;  // 下面的输出不会执行了；程序执行流跳过了程序调用的定义，则对象就没有被构造了； 
    if( i < 4 )  
    {
        Test a = a1;  // 第三个被构造的对象；Test(const Test& obj): 3
    }
    else
    {
        Test a(100);
    }
// End:
    return 0;
}

　　2，这个实验说明：

       　　1，程序执行流直接和局部对象的构造顺序息息相关，如果非法的改变程序执行流，那么程序可能产生灾难性的错误，参见如下示例：

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    int mi;
public:
    Test(int i)
    {
        mi = i;
        printf("Test(int i): %d
", mi);
    }
    
    Test(const Test& obj)
    {
        mi = obj.mi;
        printf("Test(const Test& obj): %d
", mi);
    }
    
    int getMi()
    {
        return mi;
    }
};

int main()
{
    int i = 0;
    Test a1 = i; // Test(int i): 0
        
    while( i < 3 )
    {
        Test a2 = ++i; // Test(int i): 1, 2, 3
    }
goto End;       
        Test a(100);  // 这里程序执行流跳过了对象的定义，因此 a 这个对象是没有被构造的，没有被构造意味着 a 这个对象它的状态是没有被初始化的，如果后面使用这个对象，则会产生灾难性的错误；g++ 可以帮助我们报出这个错误，但是其它编译器有可能不能，因为这不是标准，比如 Visual Studio 中的编译器；
End:
    printf("a.mi = %d
", a.getMi());  // 这里打印随机值；a 对象没有被初始化，因为构造函数没有被调用； 
    
    return 0;
}

　　　　2，这个实验说明：

       　　　　1，对象的构造如果不是显示的调用，则只发生在对象定义（运行时）之时；

       　　　　2，编译时只产生没有初始化的对象（这里很模糊，不清楚）；

       　　　　3，程序执行流和程序的编译不相关，编译还是会都编译的。执行确定了构造函数的调用，而编译则是生成空间；

   

4，对于堆对象：

    1，当程序执行流到达 new 语句时创建对象；

       1，创建对象就要触发构造函数的调用；

       2，其实堆对象构造顺序也和程序执行流相关，只不过说由于引入了 new 关键字，堆对象的构造顺序比局部对象更容易确认些；

    2，使用 new 创建对象将自动触发构造函数的调用；

   

5，堆对象的构造顺序编程实验：

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    int mi;
public:
    Test(int i)
    {
        mi = i;
        printf("Test(int i): %d
", mi);
    }
    
    Test(const Test& obj)
    {
        mi = obj.mi;
        printf("Test(const Test& obj): %d
", mi);
    }
    
    int getMi()
    {
        return mi;
    }
};

int main()
{
    int i = 0;
    Test* a1 = new Test(i); // Test(int i): 0
        
    while( ++i < 10 )
        if( i % 2 )
            new Test(i); // Test(int i): 1, 3, 5, 7, 9
        
    if( i < 4 )
        new Test(*a1);
    else
        new Test(100); // Test(int i): 100
        
    return 0;
}

    1，堆对象的创建也会受到 goto 语句的影响，因为 goto 语句会改变程序执行流，也就可能绕过堆对象的创建；

   

6，对于全局对象：

    1，全局对象的构造顺序是不确定的；

       1，这里带来的 bug 是非常多的；

       2，C++ 标准没有定义全局对象的构造顺序；

    2，不同的编译器使用不同的规则确定构造顺序；

   

7，全局对象的构造顺序：

    1，test.h文件：

#ifndef _TEST_H_
#define _TEST_H_

#include <stdio.h>

class Test
{
public:
    Test(const char* s)
    {
        printf("%s
", s);
    }
};

#endif

    2，t1.cpp 文件：

#include "test.h"

Test t1("t1"); 

    3，t2.cpp 文件：

#include "test.h"

Test t2("t2"); 

    4，t3.cpp 文件：

#include "test.h"

Test t3("t3"); 

    5，主函数：

#include "test.h"

Test t4("t4");  // 全局对象的构造一定会在 main 函数之前完成，和程序执行流没有关系；main() 函数执行之前，没有程序执行流的概念，如果出现多个全局对象的时候，它们的构造顺序就不确定了；尤其是两个不同的操作系统更是不同；
int main()
{
    Test t5("t5");
}

    1，在以后的开发过程中，要避免全局对象之间的相互依赖；

    2，当今的软件开发领域，尽量的不使用全局变量的，其中原因之一就是全局的变量它们的初始化顺序是不确定的，面向对象领域就变成了全局对象的构造顺序是不确定的；

    3，goto 语句也是禁用的，因为它会改变程序执行流，这样会造成局部对象构造顺序产生错乱，有可能导致程序里面局部对象构造出现问题，进而产生不可预计的灾难性错误；

   

8，小结：

    1，局部对象的构造顺序依赖于程序的执行流；

    2，堆对象的构造顺序依赖于 new 的使用顺序；

    3，全局对象的构造顺序是不确定的；