为什么Objective-C对象必须动态分配？

Question

为什么Objective-C对象必须要动态分配内存？为什么我必须将它定义为指向对象的指针，而不像在C++中可以在栈上创建对象？ 谢谢。

- user635064

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因为Bjarne Stroustrup选择实现复制/按值语义，而Brad Cox/NeXTSTEP/Apple选择不这样做。 - user557219

Answer 1

主要原因：不知道要保留多少堆栈大小。

现有的约定和用途也使得解除限制非常困难。

动态消息在这种情况下无关紧要，因为在初始化时设置正确的 'vtable' 很容易。

在 C++ 中，堆栈对象的大小始终是已知的（如果错误，你知道会发生什么）。Objc 的分配/初始化序列可以返回任何一个不同大小的类型（它本质上是一个工厂），或者完全没有返回值。

大小还可以在运行时变化（例如，你可以通过运行时向类添加字段）。

更新 1

我对此很好奇，所以我做了一个小测试程序作为概念证明。

我能够实现一个简单的基于堆栈的 Objc 类层次结构，它也实现了相当一部分 NSObject 的接口 - 当然，省略了与引用计数和动态分配接口无关的部分。无论如何，我的简单类层次结构与 NSObject 类或协议并不完全兼容，因此，它不应该在期望 NSObject 类型的地方使用，理由很明显。因此，如果你确实想要基于堆栈的 Objc 对象，这是可能的（而且不是特别困难）。

你不需要像 C++ 一样做任何不同的事情来保留堆栈空间。在某些领域中，堆栈大小仍然是限制因素（考虑工厂方法、类集群等）。

还有一些运行时功能默认情况下将无法工作。最好的例子是动态添加实例变量的能力。如果需要，你可以实现此功能。我没有费心思去做那个练习。

当然，基础接口可能会有几个偏差 - 我为了好玩加了一种偏差，即添加交换活动对象的实现（类型）的能力。

玩得开心

更新 2

事实证明，GCC接受了我编写的概念验证。不幸的是，由于在保留正确尺寸时可能遇到的问题和危险（考虑到语言的动态特性...），这在clang中已被禁止。例如：clang禁止sizeof(NSObject)。哦，好吧。

- justin

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堆栈对象的一个缺点是没有所有权的概念 - 它们必须在块/函数/堆栈范围的末尾被销毁。这意味着堆栈范围之外的任何东西都需要复制堆栈对象。 - user557219

我更喜欢称其为另一种（自动）所有权模型。所有权已经被很好地定义了，只是与动态模型不同。在我编写的C++程序中，最常使用本地创建的自动对象（而不是通过分配器进行分配），这非常重要。当两种模型都可用，并且需要返回分配的对象时，可以通过在需要时创建动态对象来绕过您提到的临时对象：return new MON::t_string(number);。无论好坏，C++都有更多的东西。 - justin

如果有人要实现这个功能，最好通过指针或引用传递 - 但在c++中也是如此，因为堆栈objc对象仍应被假定为多态的（除非有人想在实现过程中破坏许多现有程序）。无论如何，对象仍需要消息传递的内部脚手架。除此之外，在c++中的问题称为切片。其余问题可以通过使用接口（例如方法）而不是直接客户端访问ivars来解决。 - justin

如果您还没有阅读过它：Friday Q&A 2010-01-15: Stack and Heap Objects in Objective-C。 - user557219

我能够让clang使用class_getInstanceSize()、alloca()和object_setClass()在堆栈上创建对象。这样可以正确获取动态大小。但是类簇仍然是一个问题。https://gist.github.com/iamleeg/5290797 - user23743

Answer 2

Objective-C是一种动态语言，这意味着它的所有内容都可以在运行时更改。对象的类对象仅在从可执行文件中加载时创建，并且可以通过分类进行更改。此外，运行时可以为属性实例化变量。由于编译后对象的很多方面都可以更改，因此只有在使用时才能创建它。

- ughoavgfhw

Answer 3

这是因为Objective-C使用动态或晚绑定的方式。与C++不同，你总是可以选择通过对象调用类的函数，或者通过相同类或超类的指针调用函数。在后一种情况下，需要多态性。

然而，在Objective-C中，始终存在在运行时确定正确函数的能力。不同之处在于，例如在C++中，编译器必须确保所使用的函数存在，而在Objective-C中，编译器并不真正关心，只有运行时系统决定。

- Sebastian Dressler