我想知道如何使用 C++ 完整的指针算术功能来实现垃圾收集器。此外，在 Java 等语言中，我无法将文字地址分配给引用。在 C++ 中，它非常灵活。
我相信 C# 两者都有，但同样，C# 中的不安全指针是程序员的责任。
EITD :: 伙计们，我在问“目前的”C++ 指针是否可以在理论上被 GC 处理？
【问题讨论】：
标签： c++ pointers garbage-collection
指针算术不是根本问题。 GC 必须始终处理重新分配的指针，而指针算法只是另一个例子。 （当然，如果允许指向不同缓冲区的指针之间的指针算术，则会导致问题，但事实并非如此。您可以对指向数组 A 的指针执行的唯一算术是重新定位它的算术在那个数组中。
真正的问题是缺少元数据。 GC 必须知道什么是指针，什么不是。
如果遇到0x27a2c230这个值，它必须能够判断是不是
它还必须能够确定结构的范围。假设值 是 一个指针，并且它指向另一个结构，GC 必须能够确定该结构的大小和范围，因此它知道应该扫描哪个地址范围以获取更多指针.
GC'ed 语言有很多基础设施来处理这个问题。 C++ 没有。
Boehm 的 GC 是您通常可以获得的最接近的 GC，它是保守的，如果某物 可能 是指针，GC 会假定它是指针，这意味着一些数据不必要地保持活动状态.因此，它可能会保留应该被 GC 处理的数据。
当然，原则上所有这些基础架构都可以添加到 C++ 编译器中。标准中没有规定不允许它存在。问题是它会严重影响性能并消除很多优化机会。
【讨论】：
是的。早在 1990 年代，NeXT 就有一个系统是这样工作的：他们跟踪每个已分配的 C/C++ 内存块。他们定期扫描内存以查看是否存在与该内存地址关联的 4 字节（或 8 字节）值。如果不是，他们假设没有引用，他们释放内存。这很简单！但有时它会搞砸。
这里有一些其他的方法： http://www.hpl.hp.com/personal/Hans_Boehm/gc/
【讨论】：
你的意思是像smart_ptr这样的东西吗？
【讨论】：
它是用 C 而不是 C++ 编写的，并且不是 C++ 的完美匹配，因为它不调用析构函数，但可能或多或少符合要求。
【讨论】：
当然，为什么不呢？从垃圾收集器的角度来看，指针算法与索引到数组没有什么不同。像 xor 双向链表这样的东西搞砸了 GC，但这不是指针算术，此外还有未定义的行为。此外，Boehm 存在，这是一种经验证据，它是一个适用于 C++ 的垃圾收集器。有一段时间，他们威胁要将 GC 作为 C++0x 的可选部分。
【讨论】：
问题是你为什么要这样做？在 90% 的情况下，您认为垃圾回收会很好，智能指针向量（如在删除对象时删除对象的向量/映射中）就足够了。其余 10% 中的大部分都可以通过使用 ref 计数接口来处理。
【讨论】：
C++ 指针算法允许您构造 N+1 个指向 T[N]、&T[0]...&T[N-1] 和标记 &T[N-1]+1 的指针。这些都是指向 T[N] 数组对象的指针。从这个意义上说，它们类似于其他“内部”指针，例如 &foo.bar（对象成员的地址）。
其他指针算术是未定义的行为，UB 的一个明显示例可能是 GC 无意中删除了数组。
【讨论】：
是的，GC 可以独立于类型安全来实现，而 C++ 在很大程度上没有；但是 GC 可用的优化机会将受到语言允许的类型余量的限制。
如果一个人愿意接受运行时检查的指针操作，从而在语言放弃的地方重新实现类型安全，那么 GC 可以更具侵略性。事实上，垃圾收集 C++ 通常仅限于保守的收集器，例如 Boehm-Demers-Weiser GC。
【讨论】：
我不是 GC 实现方面的专家，但如果您允许使用指针算法，那么您永远无法确定内存中的给定地址不能再被引用。
举个例子
int *crazy_pointer;
srand ( time(NULL) );
while(true) {
crazy_pointer = (int *) rand() % MAX_SIZE_OF_MEMORY:
printf("$d",*crazy_pointer);
}
实际上，我以一种非常基本的方式使用了指针算法来打印内存中随机位置的内容。这意味着机器上的所有内存基本上都是可访问的。如果它是可达的，它就不能被 GCed。
是的，以上内容可能会导致现代操作系统崩溃，但此代码是完全合法的 C/C++。如果您允许指针算术，您将无法实现可以防止这种滥用的 GC :)
【讨论】：