关于C++为什么不加入垃圾回收机制解析

2020-01-06 16:40:57王振洲

这个类模板是如此的简单,所以都不需要对代码进行太多地说明。这里仅仅给出一个简单的使用实例,足以说明shared_ptr<>作为简单的垃圾回收器的替代品。


void foo1(shared_ptr < int >& val)
{
 shared_ptr < int > temp(val);
 *temp=300;
}


void foo2(shared_ptr < int >& val)
{
 val=shared_ptr < int > ( new int(200) );
}


int main()
{
 shared_ptr < int > val(new int(100));
 cout<<"val="<<*val;
 foo1(val); 
 cout<<"val="<<*val;
 foo2(val);
 cout<<"val="<<*val;
}

在main()函数中,先调用foo1(val),函数中使用了一个局部对象temp,它和val共享同一份数据,并修改了实际值,函数返回后,val拥有的值同样也发生了变化,而实际上val本身并没有修改过。

然后调用了foo2(val),函数中使用了一个无名的临时对象创建了一个新值,使用赋值表达式修改了val,同时val和临时对象拥有同一个值,函数返回时,val仍然拥有这正确的值。

最后,在整个过程中,除了在使用shared_ptr < int >的构造函数时使用了new表达式创建新之外,并没有任何删除指针的动作,但是所有的内存管理均正确无误,这就是得益于shared_ptr<>的精巧的设计。

拥有了auto_ptr<>和shared_ptr<>两大利器以后,应该足以应付大多数情况下的垃圾回收了,如果你需要更复杂语义(主要是指复制时的语义)的智能指针,可以参考boost的源代码,其中设计了多种类型的智能指针。

标准容器

对于需要在程序中拥有相同类型的多个对象,善用标准库提供的各种容器类,可以最大限度的杜绝显式的内存管理,然而标准容器并不适用于储存指针,这样对于多态性的支持仍然面临困境。

使用智能指针作为容器的元素类型,然而标准容器和算法大多数需要值复制语义的元素,前面介绍的转移所有权的auto_ptr和自制的共享对象的shared_ptr都不能提供正确的值复制语义,Herb Sutter在《More Execptional C++》中设计了一个具有完全复制语义的智能指针ValuePtr,解决了指针用于标准容器的问题。

然而,多态性仍然没有解决,我将在另一篇文章专门介绍使用容器管理多态对象的问题。

语言支持

为什么不在C++语言中增加对垃圾回收的支持?

根据前面的讨论,我们可以看见,不同的应用环境,也许需要不同的垃圾回收器,不管三七二十一使用垃圾回收,需要将这些不同类型的垃圾回收器整合在一起,即使可以成功(对此我感到怀疑),也会导致效率成本的增加。

这违反了C++的设计哲学,“不为不必要的功能支付代价”,强迫用户接受垃圾回收的代价并不可取。