为什么C#和Java要使用“new”运算符？

Question

现代编程语言如C＃和Java中为什么会存在new operator？它是纯粹的自我记录代码特性，还是有实际用途？

例如以下示例：

Class1 obj = new Class1();

Class1 foo()
{
    return new Class1();
}

这样的写法与更符合Python语言风格的写法一样易于阅读：

Class1 obj = Class1();

Class1 foo()
{
    return Class1();
}

编辑：Cowan 的澄清问题的观点非常到位：为什么他们选择了这种语法？

- dalle

Answer 1

1. 这是一个自我记录的功能。
2. 这是一种让在其他类中命名方法为“Class1”成为可能的方法。

- Paco

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至于第二点：你仍然可以这样做，但必须使用this.Class1()来限定。当类型和成员名称冲突时，现在也会发生同样的事情。 - Øyvind Skaar

另一方面，如果没有 new 操作符，就可以在其他地方创建一个 new() 函数。 ;) 我认为答案很简单：“这样做看起来更熟悉于 Java/C# 面向的程序员。” - jalf

这确实是可能的，但你为什么要违反良好的命名规范呢？你知道，类应该是名词，方法应该是动词... - Anttu

Answer 2

文档的用处在于 - 它比Python更容易区分对象创建和方法调用。

原因是历史遗留问题，直接来自C ++语法。 在C ++中，“Class1（）”是一个表达式，在堆栈上创建Class1实例。例如： vector a = vector(); 在这种情况下，创建了一个向量并将其复制到向量a中（优化器可以在某些情况下删除冗余副本）。

相反，“new Class1（）”在堆上创建一个Class1实例，就像Java和C＃一样，并返回对它的指针，具有不同的访问语法，不像Java和C ++。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，但仍必须引用某种堆，以便所获得的对象可以通过引用返回。

此外，在Java / C＃/ C ++中，Class1（）本身可能会引用任何方法/函数，这会令人困惑。 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，也许这就是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中他们选择使类成为对象，特别是可调用对象，因此允许没有“new”的语法，并且允许使用另一种语法是不一致的。

- Blaisorblade

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不仅如此，在Python中，函数和构造函数之间没有语义上的区别，至少在类的外部是这样。就像你会做 def inc(a):return a + 1; map(inc,somelist) 来增加 somelist 中所有项的值一样，你也可以做 map(int,somelist) 将 somelist 中所有项转换为 int 类型。 - Imagist

Answer 3

Class1 obj = Class1();

在C#和Java中，需要使用"new"关键字，否则它会将"Class1()"视为调用一个名为"Class1"的方法。

- mangst

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真的吗？但如果不是这样呢？为什么new运算符首先存在呢？ - dalle

但事实确实如此。你在问：“如果引擎不是驱动汽车的原因，那会怎样？为什么‘引擎’一开始就存在？” - Michael

如果一匹马拉着汽车行驶，发动机仅控制收音机和空调怎么办？或者还有其他类型的汽车可以在没有发动机的情况下行驶呢？ - Paco

我想回答你的问题，但我有一节由驾驭哨声和内部照明的引擎控制的牛拉动的火车要赶。 - Michael

完全不同的问题。这个问题是“为什么选择这种句法？”更像是“为什么选择内燃机来驱动汽车？”，这是一个非常合理的问题，也有非常合理的答案。请注意，不要改变原意，使语言更通俗易懂。 - Cowan

Answer 4

C#中的新操作符直接映射到称为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，类似于C++，将初始化对象的引用作为不可见的第一个参数传递进去（类似于thiscall）。

类似于thiscall的约定允许运行时仅一次加载和JIT特定类的所有代码并重用它们以用于类的每个实例。

Java可能有类似的中间语言操作码，但我不熟悉。

- joshperry

Answer 5

Java选择它的原因是因为语法对于C++开发者来说很熟悉。而C#选择它的原因是因为它对于Java开发者来说很熟悉。

在C++中使用new运算符的原因可能是因为在手动内存管理中，明确内存何时被分配非常重要。虽然Python式的语法也可以工作，但这会使内存分配不太明显。

- olavk

Answer 6

C++为程序员提供了在堆上或栈上分配对象的选择。

基于栈的分配更高效：分配成本更低，解除分配成本真正为零，并且语言提供帮助来划分对象的生命周期，减少遗忘释放对象的风险。另一方面，在C++中，当发布或共享指向基于栈的对象的引用时，需要非常小心，因为基于栈的对象在堆栈帧被展开时会自动释放，导致悬空指针。

使用new运算符，在Java或C#中所有对象都在堆上分配。

Class1 obj = Class1();

实际上，编译器会尝试查找名为Class1()的方法。

例如，以下是常见的Java错误：

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()
  {
     ...
  }
} 

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注意：“所有对象都分配在堆上”并不意味着在底层不会偶尔使用堆栈分配。

例如，在Java中，Hotspot优化，如逃逸分析就使用堆栈分配。

运行时编译器执行这个分析，可以得出结论，例如，在方法中仅局部引用堆上的对象，并且没有引用可以从此作用域逃逸。如果是这样，Hotspot可以应用运行时优化，可以将对象分配到堆栈或寄存器中，而不是分配到堆上。

虽然这种优化并不总是被认为是决定性的……

- VonC

Answer 7

新操作符分配对象的内存，这是它的目的；正如您所说，它还自我记录了您正在使用哪个实例（即新实例）。

- Rowland Shaw

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在C＃中为结构体调用new关键字并不会分配内存。 - dalle

它确实存在，只是在堆栈上而不是堆上。 - Rowland Shaw

不是的，当函数被调用时，它已经被分配了。 - dalle

Answer 8

正如其他人所指出的，Java和C#提供了new语法，因为C++也这样做了。而且C++需要一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++使用了这种特定的语法，因为早期的面向对象语言Simula使用了它。Bjarne Stroustrup受到Simula的启发，试图向C中添加类似Simula的功能。C有一个用于分配内存的函数，但不能保证也调用构造函数。

来自Bjarne Stroustrup的1994年的《C++设计与演化》，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了：

``` monitor* p = new monitor; ```

这个运算符被称为 `new`，因为它是对应 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。这个组合操作通常被称为实例化或者简单地叫做对象创建：它将原始内存创建成一个对象。

运算符 `new` 提供的符号方便性非常重要...

- Andy Thomas

Answer 9

除了上面的评论外，据我所知，他们在Java 7的早期草案中计划删除new关键字。但后来他们取消了这个计划。

- holydiver