SystemVerilog学习——构造函数new

一、概述

        在 SystemVerilog 中，new 是一个构造函数，用于创建类的实例（即对象）。它在面向对象编程（OOP）中起着重要作用，负责实例化一个对象并进行初始化。与传统编程语言（如 C++ 或 Java）中的构造函数类似，new 用来初始化对象的成员变量或执行必要的准备工作。

        SystemVerilog 类的 new 构造函数通常用于创建一个类的对象实例。它有以下特点：

• 语法：class_name new(); 或 class_name new(input_args);

• 作用：在创建类的对象时，new 方法用来执行对象的初始化操作。

• 初始化：new 可以在类实例化时对类的成员变量进行初始化。

二、基本结构

        构造函数与普通的方法不同，它通常没有返回值（并且不需要显式地写出 return）。new 作为一个方法，通常会接受一些参数来初始化类的成员变量。

class MyClass;// 成员变量int a;string name;// 构造函数function new(int a_value, string name_value);a = a_value;name = name_value;endfunction
endclass

三、使用

        在 SystemVerilog 中，类的实例化（即对象创建）并不会自动调用 new 构造函数；需要显式地调用 new 来创建对象并初始化它们。

3.1 对象的显式创建

        类的对象（即类的实例）需要显式调用 new 构造函数进行初始化。这和许多面向对象编程语言（如 C++、Java）相似。

class MyClass;int a;string name;function new(int a_value, string name_value);a = a_value;name = name_value;endfunction
endclassMyClass obj;  // 声明对象
obj = new(10, "Test");  // 显式调用构造函数

3.1.1 为什么需要显式调用 new？

        SystemVerilog 的类是动态分配的，它们并不像传统的C语言或者 Verilog 中的 struct 或 module 那样具有静态大小。因此，为了确保类的对象正确地创建和初始化，必须显式调用 new 来分配内存，并进行初始化。

3.1.2 new 的作用

1. 内存分配：new 构造函数会为类的对象分配内存空间。这是因为类的对象是动态创建的，并不直接存储在栈上，而是存储在堆中。

2. 初始化成员变量：new 方法通常用于初始化类的成员变量。你可以在 new 构造函数中设置初始值，确保对象创建时处于有效的状态。

3. 继承时的构造函数调用：如果类是从其他类继承而来，子类的 new 方法通常会显式调用父类的 new 方法，以确保父类成员得到正确初始化。

3.2 自动调用的情况

3.2.1 默认构造函数

        如果类没有显式定义 new 构造函数，那么 SystemVerilog 会自动提供一个默认构造函数，这个默认构造函数会将类的所有成员变量初始化为默认值（如数字类型初始化为 0，字符串类型初始化为空字符串等）。但即便如此，您仍然需要显式地实例化类的对象。

        例如，如果没有显式定义 new，SystemVerilog 会自动创建一个默认构造函数：

class MyClass;int a;    // 默认为 0string name;  // 默认为 ""
endclassMyClass obj;  // 使用默认构造函数

        在这种情况下，obj 会被创建，并且其成员 a 会被初始化为 0，name 会被初始化为空字符串 ""。

3.2.2 动态创建对象

        对象的动态创建是通过显式调用 new 来完成的。SystemVerilog 允许通过 new 来动态分配内存并初始化对象。没有 new 的话，类的对象会是一个句柄（或者空指针 null），并且无法使用。

MyClass obj;  // 仅声明对象，但未创建
obj = new();  // 通过 new 创建对象

3.3 继承与 new

class ParentClass;int a;function new(int a_value);a = a_value;endfunction
endclassclass ChildClass extends ParentClass;string name;function new(int a_value, string name_value);super.new(a_value);  // 显式调用父类的构造函数name = name_value;endfunction
endclass// 实例化时显式调用 new
ChildClass obj = new(10, "ChildTest");

        在这个例子中，ChildClass 的 new 构造函数会显式调用父类 ParentClass 的 new 构造函数，并在初始化过程中设置 name 成员。

四、总结

        在 SystemVerilog 中，new 是类的构造函数，用于显式创建对象并初始化其成员变量。对象的创建必须通过调用 new()，并且可以使用带参数的 new 来传递初始化值。new() 会在堆上分配内存并执行初始化操作，确保对象的成员变量得到正确的初始值。尽管类可以定义多个构造函数，new 方法的调用总是与对象的动态内存分配紧密相关，且在实例化时自动触发。