为什么不总是实例化堆栈上的对象？ C ++

Question

剧透只包含背景和上下文

！ 这篇文章提到 ，要避免这样的事实，即当对象超出范围时，它会被释放，只需将对象返回堆栈分配的对象，使其保留在范围内即可。 显然，这会在其他位置在堆栈上复制对象。 这个家伙甚至确认您应该始终喜欢分配到堆栈。 在C ++中，使用类似以下内容的代码：

！ Object* my_object = new Object();

！ 动态地实例化一个对象到堆，但是！ Object my_object = Object();

！ 实例化堆栈上的对象。 堆栈的大小受到限制，而堆实际上没有限制（物理限制除外）。 而且，根据这篇文章 ，堆栈访问时间要快得多，并且当超出范围时，当然释放是自动的。

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我正在尝试创建一个对速度绝对至关重要的应用程序，难道我不能只在main内实例化堆栈上的所有对象，而只是将嵌套范围内的每个实例保存到外部容器中吗？

我使用包含属性“ id”的简单Node类自己对此进行了测试。 我实例化了堆栈上的节点，将它们放在向量中，这样就不会释放它们，然后（只是检查）我将新项目分配到堆栈，然后检查以确保仍然存在先前分配的数据。 我可以继续在一个规模较大的问题上实现这一点吗？

int main()
{
  vector<Node> stack_nodes;
  for (int i = 0; i < 2; ++i)
  {
    stack_nodes.push_back(Node(i)); // push newly copied stack-allocated objects so they don't die 
  }
  Node new_node1 = Node(3); // allocate two more to test stack memory overwriting 
  Node new_node2 = Node(4);
  cout << stack_nodes.at(1).getID(); // outputs 1! It's still there?
  return 0;
}

编辑：请参阅下面的评论。 从创建它的作用域返回堆栈分配的对象时，将创建该对象的副本。 该副本是否也在堆栈上？ 如果我将复制的对象分配给在main范围内声明的向量，该对象是否仍在堆栈中？

Answer 1

我不能只实例化main中堆栈上的所有对象吗？

如果您可以说明所有需要的对象，则可以 。

哎呀，COBOL采取了这种方法。 “这是您永远需要的每个变量……”

我可以继续在一个规模较大的问题上实现这一点吗？

有无限的内存，是的。 总是。

使用有限的内存，您可能需要管理对象的生存期，并且仅在任何时候都需要实际需要的内存。

Answer 2

在某些情况下，您当然可以对某些程序执行此操作。 举例来说，回想过去，Fortran的定义是为了使程序使用的所有数据都可以静态分配（这是常规方式）。

同时，这是非常有限的并且有问题。 仅举几个例子，它排除了（几乎）所有递归，这对于处理某些类型的递归数据结构（例如树）确实非常方便。

这也意味着所有变量实际上都是全局变量，因此（例如）程序中的任何代码都可以读取和/或写入程序中的几乎任何变量。 具有使用该模型的Fortran和BASIC（早期版本）等语言的经验表明，开发当前被视为中小型程序的程序需要大量的纪律，并且开发通常被视为大型系统的程序可能几乎不可能。 代码不同部分之间的依赖关系变得如此复杂，以至于几乎不可能确定在哪里使用了什么，哪些部分取决于其他部分等等。

我怀疑这在实践中是否合理。 分配堆栈空间的开销开出如此微不足道，是消除它根本不会受到任何显着的程度的提高速度。 实际上，它可能很容易做到相反。 预分配变量意味着（必不可少的）每个变量都将驻留在内存的唯一部分中。 在给定的时间中，它们中的很大一部分将用于当前不在缓存中的内存部分，因此您最终会遇到较差的引用局部性，从而导致较差的缓存使用率。

输入函数时分配本地数据意味着大多数变量都位于栈顶或栈顶附近。 由于您几乎一直在使用靠近堆栈顶部的内存，因此该内存大部分时间都保留在缓存中，因此几乎所有的内存访问都命中了缓存。

分配时间通常（远远）低于1％，但是访问主内存而不是高速缓存的代价通常至少是10倍，并且通常要高得多（通常20到50倍）。 根据数据访问方式的不同，里程数会有所不同，但是您有巨大的潜在巨大损失，（最多）只有很小的机会获得微不足道的收益。

简介：这是一个糟糕的想法。 它更容易做了很多的伤害比好，甚至一点点。