c++ - 避免使用指针时 C++ 中的性能和安全性

Question

为了实践，我正在尝试用绝对封装和效率的想法在 C++ 中创建一个类。在我的情况下，这意味着每个数据成员都应该在类内部，没有指向外部的指针（例如，动态分配的存储）。

例如，我正在使用

char name [10];

代替

std::string name;
char* name;

我的想法是类的对象被创建为堆栈上完全封闭的块。除了提高性能外，如果我没记错的话，访问堆栈比访问堆要快得多。

我在这些假设中正确吗？

这种绝对封装的想法在实践之外是否合理？（例如为了确保安全，因为似乎没有内存管理不善或缓冲区溢出的风险）

标签： c++performancesecuritystackencapsulation

Answer 1

访问堆栈比访问堆快得多

这是错误的：对内存的访问就是对内存的访问。这里有两件事可能让你感到困惑。

首先，确实可以以不同的速度访问不同类型的内存。例如，磁盘通常是最慢的（不谈网络，这会使事情更加复杂），而寄存器通常是最快的。介于两者之间的是主内存或 RAM，堆栈和堆都在其中。然后你可以拥有缓存、不同类型的磁盘等等。

其次，栈分配确实比堆分配快，只是因为分配方案更简单。使用堆栈，顾名思义，您只能在最后分配和释放，这意味着您需要遵循特定的顺序。使用堆，您几乎可以在任何地方进行分配，这意味着您可以在任何时候以任何顺序解除分配。这意味着对内存进行某种管理，它本身就有问题，例如碎片。

这种绝对封装的想法在实践之外是否合理？

首先，仅仅使用堆栈是不可能的，因为它的大小有限。虽然这个大小在实践中可能会有所不同，但目前不太可能超过 8MB。一旦您需要加载大于该文件的文件，您就无法在堆栈上执行此操作。

但是，即使堆栈大小实际上是无限的，您仍然需要按照分配它们的相反顺序释放它们，否则它不再是一个堆栈。很多事情都是这样行不通的。例如，一旦你想要交互，你就需要某种事件处理（响应用户输入），这通常是通过队列来完成的，这就像堆栈的反面一样。当然，您可以分配一个非常大的队列，但这在实践中是不可行的。我想到的另一个例子是网络。如果您想一次处理多个连接（例如 Web 浏览器），您需要独立处理与每个连接关联的内存。同样，您可以为每个连接分配大量内存，但同样，这在实践中是不可行的。

另外，请注意，封装并不意味着“没有指向动态分配内存的指针”。相反，“隐藏的内存管理”会更接近这个概念的含义。