为啥 C# 和 Java 会为“new”运算符而烦恼？

Posted 2023-02-21

【中文标题】为啥 C# 和 Java 会为“new”运算符而烦恼？

【英文标题】：Why do C# and Java bother with the "new" operator?为什么 C# 和 Java 会为“new”运算符而烦恼？

【发布时间】：2010-09-30 19:42:02

【问题描述】：

为什么new operator 存在于 C# 和 Java 等现代语言中？它是纯粹的自我记录代码功能，还是有任何实际用途？

例如下面的例子：

Class1 obj = new Class1();

Class1 foo()

    return new Class1();

像 Pythonesque 的写法一样容易阅读：

Class1 obj = Class1();

Class1 foo()

    return Class1();

编辑：Cowan 澄清了问题：他们为什么选择这种语法？

【参考方案1】：

这是一种自我记录功能。 这是一种可以在其他类中将方法命名为“Class1”的方法

【讨论】：

第二点：无论如何你都可以这样做，但必须使用 this.Class1() 来限定它。当类型和成员名称发生冲突时，现在也会发生同样的事情。

另一方面，如果没有 new 运算符，则可以在其他地方创建一个 new() 函数。 ;) 我认为答案很简单：“Java/C# 所针对的程序员看起来更熟悉它。

2.这使得它成为可能，但是你到底为什么要违背良好的命名约定呢？你知道，类应该是名词和方法动词......

【参考方案2】：

Class1 obj = Class1();

在 C# 和 Java 中，您需要“new”关键字，因为没有它，它会将“Class1()”视为对名为“Class1”的方法的调用。

【讨论】：

是的，但如果不是这样呢？为什么new 运算符首先存在？

但是是的情况。你问的是，“如果不是引擎驱动汽车怎么办？为什么'引擎'首先存在？”

如果一匹马在移动汽车，而发动机只是控制收音机和空调怎么办？或者如果其他类型的汽车可以在没有发动机的情况下行驶怎么办？

我会回答你的问题，但我有一辆火车，它是由一头牛移动的，它的引擎控制着汽笛和车内照明。

这和问这个完全不一样。问题是“他们为什么选择这种语法？”。这更像是“他们为什么选择内燃发动机来驱动汽车？”，这是一个非常明智的问题，并且有非常明智的答案。

【参考方案3】：

文档的用处在于 - 它比 Python 更容易区分对象创建和方法调用。

原因是历史性的，直接来自 C++ 语法。 在 C++ 中，“Class1()”是一个在堆栈上创建 Class1 实例的表达式。例如： 矢量 a = 矢量（）； 在这种情况下，会创建一个向量并将其复制到向量 a（优化器在某些情况下可以删除冗余副本）。

相反，“new Class1()”在堆上创建一个 Class1 实例，就像在 Java 和 C# 中一样，并返回一个指向它的 指针，具有不同的访问权限语法，与 Java 和 C++ 不同。实际上，new 的含义可以重新定义为使用任何特殊用途的分配器，它仍然必须引用某种堆，以便获得的对象可以通过引用返回。

此外，在 Java/C#/C++ 中，Class1() 本身可以引用任何方法/函数，这会造成混淆。 Java 编码约定实际上会避免这种情况，因为它们要求类名以大写字母开头，方法名以小写字母开头，这可能是 Python 在这种情况下避免混淆的方式。读者期望“Class1()”创建一个对象，“class1()”是一个函数调用，“x.class1()”是一个方法调用（其中“x”可以是“self”）。

最后，由于在 Python 中他们选择让类成为对象，尤其是可调用对象，因此允许使用不带“new”的语法，而允许同时使用另一种语法将是不一致的。

【讨论】：

不仅如此； Python 中的函数和构造函数之间没有语义差异，至少在类外没有。就像你可以使用def inc(a):return a + 1; map(inc,somelist) 来增加somelist 中的所有项目一样，你可以使用map(int,somelist) 来将somelist 中的所有项目转换为ints。

【参考方案4】：

C# 中的 new 运算符直接映射到名为 newobj 的 IL 指令，该指令实际上为新对象的变量分配空间，然后执行构造函数（在 IL 中称为 .ctor）。在执行构造函数时——很像 C++——对初始化对象的引用作为不可见的第一个参数传入（如 thiscall）。

类似于 thiscall 的约定允许运行时只为特定类加载和 JIT 内存中的所有代码，并为该类的每个实例重用它。

Java 在它的中间语言中可能有类似的操作码，虽然我不太熟悉。

【参考方案5】：

C++ 为程序员提供了在堆上或栈上分配对象的选择。

基于堆栈的分配是more efficient：分配更便宜，释放成本真正为零，并且该语言在划分对象生命周期方面提供了帮助，降低了忘记释放对象的风险。 另一方面，在 C++ 中，在发布或共享对基于堆栈的对象的引用时需要非常小心，因为基于堆栈的对象会在堆栈帧展开时自动释放，从而导致指针悬空。

使用 new 运算符，所有对象都在 Java 或 C# 中的堆上分配。

Class1 obj = Class1();

实际上，编译器会尝试找到一个名为Class1()的方法。

例如以下是一个常见的Java bug：

public class MyClass

  //Oops, this has a return type, so its a method not a constructor!
  //Because no constructor is defined, Java will add a default one.
  //init() will not get called if you do new MyClass();
  public void MyClass()
  
     init();
  
  public void init()
  
     ...
  
 

---

注意：“所有对象都在堆上分配”并不意味着堆栈分配不会偶尔在后台使用。

例如，在 Java 中，像 escape analysis 这样的热点优化使用堆栈分配。

运行时编译器执行的这种分析可以得出结论，例如，堆上的对象仅在方法中被本地引用，并且没有引用可以从这个范围中逃脱。如果是这样，Hotspot 可以应用运行时优化。它可以在堆栈上或寄存器中分配对象，而不是在堆上。

这种优化并不总是considereddecisive...

【参考方案6】：

Java 选择它的原因是因为 C++ 开发人员熟悉该语法。 C# 之所以选择它，是因为它为 Java 开发者所熟悉。

new 运算符在 C++ 中使用的原因可能是因为在手动内存管理中，明确何时分配内存非常重要。虽然 pythonesque 语法可以工作，但它使得内存分配不太明显。

【参考方案7】：

new 操作符为对象分配内存，这是它的目的；正如您所说，它还记录了您正在使用的哪个实例（即一个新实例）

【讨论】：

在 C# 中为结构调用 new 不会分配内存。

确实如此，只是在堆栈上，而不是在堆上

不是真的，进入函数的时候已经分配好了。

【参考方案8】：

正如其他人所指出的，Java 和 C# 提供 new 语法，因为 C++ 提供了。 C++ 需要某种方法来区分在堆栈上创建对象、在堆上创建对象或调用返回指向对象的指针的函数或方法。

C++ 使用这种特殊 语法是因为早期的面向对象语言 Simula 使用了它。 Bjarne Stroustrup 受到 Simula 的启发，并试图在 C 中添加类似 Simula 的功能。C 有一个分配内存的函数，但不保证也调用了构造函数。

摘自“C++ 的设计和演变”，1994 年，Bjarne Stroustrup 着，第 57 页：

因此，我引入了一个运算符来确保分配和初始化都完成：

monitor* p = new monitor;

运算符被称为new，因为那是对应 Simula 运算符的名称。 new 运算符调用一些分配函数来获取内存，然后调用构造函数来初始化该内存。组合操作通常称为实例化或简称为对象创建：它从原始内存中创建一个对象。

运算符new 提供的符号便利性非常重要。 ……”

【参考方案9】：

除了 AFAIK 上面的评论外，他们还计划在早期草稿中删除 Java 7 的新关键字。但后来他们取消了。