为什么在构造函数中抛出异常会导致空引用？

Question

为什么在构造函数中抛出异常会导致空引用？ 例如，如果我们运行下面的代码，teacher 的值为 null，而 st.teacher 不是（创建了一个 Teacher 对象）。为什么？

using System;

namespace ConsoleApplication1
{
  class Program
  {
    static void Main( string[] args )
    {
      Test();
    }

    private static void Test()
    {
      Teacher teacher = null;
      Student st = new Student();
      try
      {
        teacher = new Teacher( "", st );
      }
      catch ( Exception e )
      {
        Console.WriteLine( e.Message );
      }
      Console.WriteLine( ( teacher == null ) );  // output True
      Console.WriteLine( ( st.teacher == null ) );  // output False
    }
  }

  class Teacher
  {
    public string name;
    public Teacher( string name, Student student )
    {
      student.teacher = this;
      if ( name.Length < 5 )
        throw new ArgumentException( "Name must be at least 5 characters long." );
    }
  }

  class Student
  {
    public Teacher teacher;
  }

}

Answer 1

构造函数永远不会完成，因此赋值永远不会发生。不是从构造函数返回 null （或者有一个“空对象” - 没有这样的概念）。只是你从来没有给teacher分配一个新的值，所以它保留了之前的值。

例如，如果您使用：

Teacher teacher = new Teacher("This is valid", new Student());
Student st = new Student();
try
{
    teacher = new Teacher("", st);
}
catch (... etc ...)

...那么你仍然会有“这是有效的”老师。 name 变量仍然不会在 Teacher 对象中被赋值，因为您的 Teacher 构造函数缺少如下行：

this.name = name;

Answer 2

因为您正在检查引用。

  try
  {
    teacher = new Teacher( "", st ); //this line raises an exception 
                                     // so teacher REMAINS NULL. 
                                     // it's NOT ASSIGNED to NULL, 
                                     // but just NOT initialized. That is.
  }
  catch ( Exception e )
  {
    Console.WriteLine( e.Message );
  }

但是

public Teacher( string name, Student student )
{
  student.teacher = this;  //st.Teacher is assigned BEFORE exception raised.
  if ( name.Length < 5 )
    throw new ArgumentException( "Name must be at least 5 characters long." );
}

Answer 3

当你在构造函数中抛出异常时，你破坏了对象的构造。所以它永远不会完成，因此，没有对象可以返回。事实上，赋值运算符 (teacher = new Teacher( "", st );) 永远不会执行，因为异常会破坏调用堆栈。

Teacher 构造函数仍然会将对自身（正在构造的对象）的引用写入 Student 对象的属性。但是你不应该在之后尝试使用这个 Teacher 对象，因为它还没有被构造。这可能会导致未定义的行为。

Answer 4

如果Foo 是引用类型，则语句Foo = new FooType(); 将构造一个对象，然后，在构造函数完成后，将引用存储到Foo。如果构造函数抛出异常，将跳过将引用存储到 Foo 的代码，而不会写入 Foo。

在以下情况下：

• 类似上述的语句出现在 try/catch 块中
• 无需事先编写Foo 即可访问该声明。
• Foo 在 catch 块周围的上下文中定义的局部变量。
• 从 catch 开始执行可能会到达一条读取为 Foo 的语句，而没有在 catch 之后写入。

编译器将假定后者读取Foo 的尝试可以在没有写入Foo 的情况下执行，并且在这种情况下将拒绝编译。编译器将允许 Foo 在没有被写入的情况下被读取，但是，如果：

• Foo是类字段，或者类字段中存储的结构字段，类字段中存储的结构字段中存储的结构字段等。
• Foo 作为 out 参数传递给不存储任何内容的方法（用 C# 以外的语言编写），并且只有在方法正常返回时才能访问读取 foo 的语句而不是通过异常。

在前一种情况下，Foo 的定义值为null。在后一种情况下，Foo 的值在方法执行期间第一次创建时可能为 null；如果在循环中重新创建，它可能包含null 或在上次创建后写入它的最后一个值；该标准并未具体说明在这种情况下会发生什么。

请注意，如果 FooType 有任何类似于普通构造函数的东西，Foo = new FooType(); 永远不会导致 Foo 之前没有变为 null。如果语句正常完成，Foo 将持有对精确类型 FooType 的实例的引用，该引用以前在 Universe 中的任何地方都不存在；如果它抛出异常，它不会以任何方式影响Foo。

Answer 5

你在赋值后抛出异常 'student.teacher = this; //这一行被执行 if ( name.Length

所以teacher的值为null（在构造函数完成之前抛出异常），而st.teacher不是！

Answer 6

构造函数的主要工作是初始化对象。如果初始化本身存在异常，则没有正确初始化的对象没有意义。 因此，从构造函数中抛出异常会导致 null 对象。