t=&T{} 和 t=new(T) 之间的核心区别是什么

What is the core difference between t=&T{} and t=new(T)

似乎这两种方法都可以创建一个成员值为“0”的新对象指针,都是returns一个指针:

type T struct{}
...
t1:=&T{}
t2:=new(T)

那么 t1 和 t2 之间的核心区别是什么,或者有什么是 "new" 可以做而 &T{} 不能做的,反之亦然?

对于结构体和其他复合体,两者是相同的。

t1:=&T{}
t2:=new(T)
//Both are same

您不能 return 未命名变量的地址在不使用 new 的情况下初始化为其他基本类型(如 int)的零值。您需要创建一个命名变量,然后获取其地址。

func newInt() *int {            
    return new(int)                 
}               

func newInt() *int {
    // return &int{} --> invalid
    var dummy int
    return &dummy
}

[…] is there anything that "new" can do while &T{} cannot, or vice versa?

我能想到三个区别:

  • "composite literal" 语法(&T{}T{} 部分)仅适用于 "structs, arrays, slices, and maps" [link], whereas the new function works for any type [link].
  • 对于结构或数组类型,new 函数始终为其元素生成零值,而复合文字语法允许您根据需要将某些元素初始化为非零值。
  • 对于切片或映射类型,new 函数始终 returns 指向 nil 的指针,而复合文字语法始终 returns 初始化的切片或映射. (对于映射,这是非常重要的,因为您不能向 nil 添加元素。)此外,复合文字语法甚至可以创建一个 空切片或映射。

(第二个和第三个要点实际上是同一件事的两个方面——new 函数总是创建零值——但我将它们分开列出,因为不同的含义有点不同类型。)

参见 ruakh's answer。不过,我想指出一些内部实现细节。您不应该在生产代码中使用它们,但它们有助于阐明幕后真正发生的事情,在 Go 运行 时间。

本质上,一个切片由三个值表示。 reflect 包导出一个类型,SliceHeader:

SliceHeader is the runtime representation of a slice. It cannot be used safely or portably and its representation may change in a later release. Moreover, the Data field is not sufficient to guarantee the data it references will not be garbage collected, so programs must keep a separate, correctly typed pointer to the underlying data.

type SliceHeader struct {
        Data uintptr
        Len  int
        Cap  int
}

如果我们用它来检查[]T类型的变量(对于任何类型T),我们可以看到三个部分:指向底层数组的指针、长度和容量。在内部,切片值 v 总是包含所有这三个部分。有一个一般条件我认为应该成立,如果不使用unsafe打破它,看来 保持(无论如何基于有限的测试):

  • 要么 Data 字段不为零(在这种情况下 LenCap 可以但不必非零),或者
  • Data 字段为零(在这种情况下,LenCap 都应为零)。

如果 Data 字段为零,则切片值 vnil

通过使用 unsafe 包,我们可以故意破坏它(然后将其全部放回原处——希望在我们破坏它的过程中不会出现任何问题),从而检查各个部分。当 this code on the Go Playground 是 运行 时(下面也有一个副本),它会打印:

via &literal: base of array is 0x1e52bc; len is 0; cap is 0.
Go calls this non-nil.

via new: base of array is 0x0; len is 0; cap is 0.
  Go calls this nil even though we clobbered len() and cap()
  Making it non-nil by unsafe hackery, we get [42] (with cap=1).

after setting *p1=nil: base of array is 0x0; len is 0; cap is 0.
  Go calls this nil even though we clobbered len() and cap()
  Making it non-nil by unsafe hackery, we get [42] (with cap=1).

代码本身有点长所以我把它留到最后(或者使用上面的 link 到 Playground)。但它表明源代码中的实际 p == nil 测试编译为仅检查 Data 字段。

当你这样做时:

p2 := new([]int)

new 函数实际上只分配切片 header。它将所有三个部分设置为零,并将 returns 指向结果 header 的指针。所以 *p2 中有三个零字段,这使它成为正确的 nil 值。

另一方面,当您这样做时:

p1 := &[]int{}

Go 编译器构建一个空数组(大小为零,包含零个整数),然后构建一个切片 header:指针部分指向空数组,长度和容量设置为零.然后 p1 指向这个 header,带有 non-nil Data 字段。稍后的赋值 *p1 = nil 将零写入所有三个字段。

让我用粗体重复一遍:语言规范并未承诺这些,它们只是实际的实施。

地图的工作原理非常相似。映射变量实际上是指向映射header的指针。 map headers 的详细信息甚至比 slice headers 的详细信息更难访问:它们没有 reflect 类型。实际实现可以在type hmap下查看here(注意不是导出)。

这意味着 m2 := new(map[T1]T2) 实际上只分配了一个 指针 ,并将该指针本身设置为 nil。没有实际地图! new函数returns nil指针,然后m2就是nil。同样,var m1 map[T1]T2 只是将 m1 中的一个简单指针值设置为 nil。但是 var m3 map[T1]T2{} 分配了一个实际的 hmap 结构,填充它,并使 m3 指向它。我们可以再次 peek behind the curtain on the Go Playground,使用不能保证明天工作的代码,看看它的效果。

作为编写 Go 程序的人,您不需要知道这些。但是,如果您使用过 lower-level 语言(例如汇编语言和 C),那么这些解释很多。特别是,这些解释了 为什么 你不能插入到 nil 映射中:map 变量本身 持有一个指针值,直到 map 变量本身 有一个non-nil 指针指向一个(可能为空)map-header,没有办法进行插入。插入可以分配一个新映射并插入数据,但是 map 变量 不会指向正确的 hmap header object.

(语言作者本可以通过使用二级间接来完成这项工作:地图变量可以是指向指向地图 header 的变量的指针。或者他们可以制作地图变量总是指向一个 header,并使 new 实际上分配了一个 header,就像 make 那样;那么永远不会有 nil 映射。但他们没有做其中任何一个,我们得到我们得到的,这很好:你只需要知道初始化地图。)


这是切片检查器。 (使用 playground link 查看地图检查器:考虑到我不得不从 运行 时间复制 hmap 的定义,我预计它会特别脆弱,不值得展示. 切片 header 的结构似乎不太可能随时间改变。)

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
    "unsafe"
)

func main() {
    p1 := &[]int{}
    p2 := new([]int)
    show("via &literal", *p1)
    show("\nvia new", *p2)
    *p1 = nil
    show("\nafter setting *p1=nil", *p1)
}

// This demonstrates that given a slice (p), the test
//    if p == nil
// is really a test on p.Data.  If it's zero (nil),
// the slice as a whole is nil.  If it's nonzero, the
// slice as a whole is non-nil.
func show(what string, p []int) {
    pp := unsafe.Pointer(&p)
    sh := (*reflect.SliceHeader)(pp)
    fmt.Printf("%s: base of array is %#x; len is %d; cap is %d.\n",
        what, sh.Data, sh.Len, sh.Cap)
    olen, ocap := len(p), cap(p)
    sh.Len, sh.Cap = 1, 1 // evil
    if p == nil {
        fmt.Println("  Go calls this nil even though we clobbered len() and cap()")
        answer := 42
        sh.Data = uintptr(unsafe.Pointer(&answer))
        fmt.Printf("  Making it non-nil by unsafe hackery, we get %v (with cap=%d).\n",
            p, cap(p))
        sh.Data = 0 // restore nil-ness
    } else {
        fmt.Println("Go calls this non-nil.")
    }
    sh.Len, sh.Cap = olen, ocap // undo evil
}